JPH07180022A - メッキ設備におけるノズルギャップ変更方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 亜鉛メッキ設備にあって、ノズルのギャップ
変更に起因する亜鉛付着量の遅れや下限公差外れを防止
することができるようにする。 【構成】 表面に溶融メッキ金属の付着した鋼板に対
し、ノズルから吹き出すガス圧力及びノズルギャップを
制御することにより溶融メッキ金属の付着量を調整する
メッキ設備において、今回材の制御目標値と先行材の制
御目標値とを比較し（ステップ１０１，１０４）、ま
た、前記鋼板の溶接点の通過位置（ステップ１０２，１
０５）に応じて制御目標値を段階的に変化させる（ステ
ップ１０３，１０６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼板の表面にメッキ（例
えば、溶融亜鉛メッキ）を施す際、ノズルのギャップ変
更に起因するメッキ付着量の遅れや下限公差外れを防止
する為のメッキ設備におけるノズルギャップ変更方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、溶融亜鉛メッキは、自動車や家
電製品等に用いられる高級鋼板に対して施されるもの
で、その溶融亜鉛メッキラインは高級鋼板製造における
最終工程になっている。溶融亜鉛メッキラインの一例を
説明すると、焼鈍された鋼板が溶融亜鉛ポット内を通過
した直後に鋼板表面に付着した余分な溶融亜鉛をノズル
より噴射させた窒素ガスの噴射圧により取り去り、目標
の亜鉛付着量（厚み）にする構成になっている。このよ
うな溶融亜鉛メッキ工程は、製品の品質や製造コストを
決定する重要な工程でもある。

【０００３】亜鉛の付着量（通常、単位面積当たりの亜
鉛のグラム量で評価する）は、用途や顧客の仕様によっ
て定められており、従来、その制御はノズルからの噴射
ガス圧とノズルギャップを操作量として設定することに
より行っている。具体的には、上位コンピュータ（ビジ
コン）から目標亜鉛付着量を下位コンピュータであるプ
ロセスコンピュータ（以下、「プロコン」という」から
受信し、これを制御目標値とし、目標亜鉛付着量が変化
するコイル１本毎に操作量を計算し、鋼板内の亜鉛付着
量実績に基づいてフィードバック制御手段によりノズル
を修正する制御方法が採用されている。

【０００４】また、ノズルギャップの制御に際しては、
鋼板の表に対するギャップ設定値と裏面に対するギャッ
プ設定値とを同じ値にすると共に、溶接点ポット通過時
に１回の割合でギャップの変更を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、ギャップ変更が溶接点ポット通過時に
１回の割合で行われているため、亜鉛付着量の遅れや下
限公差外れを招くという問題がある。また、変更が急激
なため、ポットの後のゼロスパングル装置が追従でき
ず、結晶模様発生させるという問題もある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、ノズルのギャッ
プ変更に起因する亜鉛付着量の遅れや下限公差外れを防
止することのできるメッキ設備におけるノズルギャップ
変更方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、表面に溶融メッキ金属の付着した鋼
板に対し、ノズルから吹き出すガス圧力及びノズルギャ
ップを制御することにより溶融メッキ金属の付着量を調
整するメッキ設備において、今回材の制御目標値と先行
材の制御目標値の比較結果、及び前記鋼板の溶接点の通
過位置に応じて制御目標値を段階的または連続的に変化
させるようにしている。

【０００８】そして、前記段階的制御の開始タイミング
は、今回材の制御目標値が先行材の制御目標値を越え、
かつ前記鋼板の溶接点が均熱炉を通過した時点、また
は、今回材の制御目標値≦先行材の制御目標値前記の関
係を満足し、かつ前記鋼板の溶接点が亜鉛ポットを通過
した時点に設定することができる。

【０００９】

【作用】上記した手段によれば、所定の条件、例えば、
今回材の制御目標値が先行材の制御目標値を越え、かつ
前記鋼板の溶接点が均熱炉を通過した時点、または、今
回材の制御目標値≦先行材の制御目標値前記の関係を満
足し、かつ前記鋼板の溶接点が亜鉛ポットを通過した時
点のときに、鋼板に対するメッキ付着量が滑らかに行わ
れるようにノズルギャップを制御する。これにより、下
限公差外れが防止され、ゼロスパングル装置の追従が可
能になるために結晶模様を発生することもない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１１】図１は本発明によるメッキ設備におけるノ
ズルギャップ変更方法の処理例を示すフローチャートで
ある。また、図２は本発明方法を達成する亜鉛付着量制
御システムの機能説明図である。

【００１２】図２に示すように、ビジコン１には通信回
線を介してプロコン２が接続されている。一方、溶融亜
鉛メッキ設備は、溶融亜鉛３が満たされた溶融亜鉛ポッ
ト４、この溶融亜鉛ポット４内に設置されて鋼板６を溶
融亜鉛３内に挿通するためのロール５、鋼板６に付着し
た溶融亜鉛を必要な厚みに調整するために溶融亜鉛ポッ
ト４の上部に配設される表裏一対のノズル７ａ，７ｂ、
このノズル７ａ，７ｂの上部に昇降可能に配設されて鋼
板面の亜鉛結晶模様（スパングル模様）を除去するため
のゼロスパングル装置８、亜鉛付着の終了した鋼板をガ
イドしながら搬送する複数のロール９、鋼板６上の亜鉛
付着量（メッキ付着量）を測定する亜鉛付着量計１０
ａ，１０ｂ、鋼板６の搬送速度を検出する速度計１１、
ノズル７ａ，７ｂのガス圧を制御するガス圧力制御部１
２、ノズル７ａとノズル７ｂ間の間隔を制御するための
ギャップ制御部１３の各々を備えて構成されている。

【００１３】プロコン２は、亜鉛付着量計１０ａ，１０
ｂ及び速度計１１の出力信号を取り込み、この情報及び
ビジコン１からの情報に基づいて所定の計算を実行し、
この結果に基づいてノズル７ａ，７ｂ、ゼロスパングル
装置８、ガス圧力制御部１２及びギャップ制御部１３を
制御する。更に、プロコン２は、データ、計算結果、設
定内容等の入力操作及びこれらを表示するための入出力
装置１４を備えている。また、プロコン２は、不図示の
周辺装置（プリンタ、記憶装置等）を備えている。

【００１４】プロコン２は、複数の制御機能及び複数の
計算機能を備えている。制御機能にはフィードバック制
御部２１及びフィードフォワード制御部２２があり、計
算機能にはプリセット計算部２３及び学習計算部２４が
ある。また、各制御部及び計算部２３に目標値を与える
ために制御目標計算部２５が設けられている。

【００１５】プリセット計算部２３は、コイル溶接点が
均熱炉に到達したタイミングで実行され、制御目標計算
部２５の出力信号に基づいて標準ガス圧決定手段によ
り、ノズル７ａ，７ｂのガス圧を決定し、溶接点ポット
（または均熱炉）通過時に決定値をガス圧力制御部１２
へ送出する。また、これに基づいてノズルギャップを計
算し、ギャップ制御部１３を制御する。さらにゼロスパ
ングル装置８の初期位置を計算し、これに基づいてゼロ
スパングル装置８の位置を制御する。

【００１６】また、フィードフォワード制御部２１は、
プリセット計算の場合と同様に、標準ガス圧決定、ノズ
ルギャップギャップ計算、及びゼロ装置位置計算等を行
い、ガス圧力制御部１２及びギャップ制御部１３を制御
する。この処理は、オペレータによって目標値自体を補
正可能とするもので、補正値が入ったタイミングで再計
算を行うものである。

【００１７】さらに、フィードバック制御部２１は、鉄
亜鉛分析計（亜鉛付着量計）１０ａ，１０ｂにコイル溶
接点が到達したタイミングで起動し、付着量目標値と実
績値の偏差を吸収するように動作させる。具体的には、
コイル溶接点がノズル位置から１３０メートルを経た位
置に設置された亜鉛付着量計１０ａ，１０ｂを通過する
時点で、通板１０ｍ周期により、現在の付着量実績とラ
イン速度、圧力実績等に基づいて目標値に到達するよう
に、ノズル７ａ，７ｂのギャップ（表裏を合計したトー
タルギャップ及び表裏の各ギャップ）の修正計算を実行
し、この結果に基づいてギャップ制御部１３を制御す
る。

【００１８】また、学習計算部２４では学習計算を実行
する。この学習計算は、コイル１本毎にプリセット精度
を上げるため、亜鉛付着量及びノズルギャップの実績値
を用いて、ノズルギャップ計算パラメータの修正を行
い、モデルパラメータを算出する処理である。このモデ
ルパラメータはフィードフォワード制御部２２及びプリ
セット計算部２３に印加され、各々の処理に用いられ
る。

【００１９】次に、図１を参照して本発明によるノズル
ギャップ変更方法について説明する。なお、図中の
「Ｓ」はステップを意味している。

【００２０】まず、〔今回材制御目標値＞先行材制御目
標値〕の判定を行い（Ｓ１０１）、今回材の制御目標値
が先行材の制御目標値より大きい場合、鋼板６のコイル
溶接点が均熱炉（図２には不図示）を通過したか否かを
判定する（Ｓ１０２）。通過が判定されれば、ノズル７
ａ，７ｂのギャップを変更する（Ｓ１０３）。

【００２１】この変更は、今回材の亜鉛付着量を予め確
保しておくため、コイル溶接点が均熱炉の入り側を通過
したタイミングでギャップ変更制御が開始され、そのギ
ャップ変更（制御目標値の変更）は、コイル溶接点が亜
鉛ポット４に到達するまで、プロコン２の制御目標値を
段階的（例えば、５段階）に変更することにより行われ
る。この段階的に変化する範囲が、亜鉛付着量遷移区間
になる。亜鉛ポット４以降においては、ビジコン１から
与えられる指令値（目標亜鉛付着量）による制御目標値
でギャップを設定する。

【００２２】また、ステップ１０１で〔今回材制御目標
値＜先行材制御目標値〕が判定された場合には、〔今回
材制御目標値≧先行材制御目標値〕が満足されるか否か
を判定（Ｓ１０４）する。この変更は、先行材の付着量
を尾端まで維持するように行われ、コイル溶接点が亜鉛
ポット４を通過したタイミング（Ｓ１０５）でギャップ
変更制御が開始される（Ｓ１０６）。この場合の変更制
御は、亜鉛ポット４の出側から亜鉛付着量計１０ａ，１
０ｂの設置位置まで、段階的に行われる。

【００２３】この場合、図３に示すように、亜鉛ポット
４まではビジコン１から与えられる指令値（目標亜鉛付
着量）による制御目標値でギャップを設定し、亜鉛ポッ
ト４から亜鉛付着量計１０ａ，１０ｂに到るまでは、プ
ロコン２の制御目標値を段階的（例えば、５段階）に設
定する。この段階的に変化する範囲が、亜鉛付着量遷移
区間になる。

【００２４】なお、ステップ１０１及びステップ１０４
において、いずれの条件も満足しない場合、異常である
と見なし、他の処理（Ｓ１０７）へ移行し、警報を発す
るなどの処理、及び回復のために必要な処理を実行す
る。

【００２５】図５は本発明によるギャップ変更の効果を
示す付着量実績特性図である。上記したように、ギャッ
プ制御を段階的に行ったことにより、付着量公差範囲内
で亜鉛付着量が滑らかに変化していることがわかる。こ
のような制御の結果、ゼロスパングル装置８の追従が容
易になり、結晶模様の発生を防止することができる。ま
た、下限公差外れを招くこともない。

【００２６】なお、上記実施例においては、制御目標値
を段階的に変化させるものとしたが、連続的に変化させ
てもよい。

【００２７】また、上記実施例においては、溶融メッキ
金属として、亜鉛を用いるものとしたが、本発明は亜鉛
に限定されるものでく、同様設備を用いる全てに適用可
能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００２９】請求項１のメッキ設備におけるノズルギャ
ップ変更方法においては、表面に溶融メッキ金属の付着
した鋼板に対し、ノズルから吹き出すガス圧力及びノズ
ルギャップを制御することにより溶融メッキ金属の付着
量を調整するメッキ設備において、今回材の制御目標値
と先行材の制御目標値の比較結果、及び前記鋼板の溶接
点の通過位置に応じて制御目標値を段階的または連続的
に変化させるようにしたので、下限公差外れが防止さ
れ、結晶模様を発生することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメッキ設備におけるノズルギャップ変
更方法の処理例を示すフローチャートである。

【図２】本発明方法を達成する亜鉛付着量制御システム
の機能説明図である。

【図３】図１のステップ１０３におけるギャップ変更処
理を示す説明図である。

【図４】図１のステップ１０６におけるギャップ変更処
理を示す説明図である。

【図５】本発明によるギャップ変更の効果を示す付着量
実績特性図である。

【符号の説明】

１ ビジコン ２ プロコン ３ 溶融亜鉛 ４ 溶融亜鉛ポット ５ ロール ６ 鋼板 ７ａ，７ｂ ８ ゼロスパングル装置 ９ ロール １０ａ，１０ｂ 亜鉛付着量計 １１ 速度計 １２ ガス圧力制御部 １３ ギャップ制御部 １４ 入出力装置 ２１ フィードバック制御部 ２２ フィードフォワード制御部 ２３ プリセット計算部 ２４ 学習計算部 ２５ 制御目標計算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相場 雅次 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に溶融メッキ金属の付着した鋼板に
   対し、ノズルから吹き出すガス圧力及びノズルギャップ
   を制御することにより溶融メッキ金属の付着量を調整す
   るメッキ設備において、今回材の制御目標値と先行材の
   制御目標値の比較結果、及び前記鋼板の溶接点の通過位
   置に応じて制御目標値を段階的または連続的に変化させ
   ることを特徴とするメッキ設備におけるノズルギャップ
   変更方法。
2. 【請求項２】 前記段階的制御の開始タイミングは、今
   回材の制御目標値が先行材の制御目標値を越え、かつ前
   記鋼板の溶接点が均熱炉を通過した時点であることを特
   徴とする請求項１記載のメッキ設備におけるノズルギャ
   ップ変更方法。
3. 【請求項３】 前記段階的制御の開始タイミングは、今
   回材の制御目標値≦先行材の制御目標値前記の関係を満
   足し、かつ前記鋼板の溶接点が亜鉛ポットを通過した時
   点であることを特徴とする請求項１記載のメッキ設備に
   おけるノズルギャップ変更方法。