JPH09263924A - 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化度制御方法 - Google Patents

溶融亜鉛めっき鋼板の合金化度制御方法

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JPH09263924A
JPH09263924A JP8074538A JP7453896A JPH09263924A JP H09263924 A JPH09263924 A JP H09263924A JP 8074538 A JP8074538 A JP 8074538A JP 7453896 A JP7453896 A JP 7453896A JP H09263924 A JPH09263924 A JP H09263924A
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JP
Japan
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alloying
degree
steel sheet
furnace
galvanized steel
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JP8074538A
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English (en)
Inventor
Yasuo Tomura
寧男 戸村
Masakuni Nagai
政邦 永井
Hiroyuki Nakajima
宏幸 中島
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、鋼板の鋼種に変更があっても制御の
応答性及び精度が良く、迅速に対応する溶融亜鉛めっき
鋼板の制御方法を提供することを目的としている。 【解決手段】鋼板を溶融亜鉛めっき槽に浸漬し、引続き
該めっき鋼板のめっき層を合金化炉を用いて合金化する
に際し、被めっき鋼板の放射率変化から求まる合金化位
置と、さらに代表板温及び通板速度をパラメータとする
合金化度推定式を予め定めておき、上記合金化炉を通過
中の鋼板の放射率変化、代表板温及び通板速度を測定
し、これら測定値を該推定式で演算して合金化度を推定
し、推定した合金化度と目標合金化度が一致するよう燃
料ガス量を調整することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼
板の合金化度制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融亜鉛めっき鋼
板の合金化度制御方法に関し、詳しくは、合金化炉を通
過する被めっき鋼板の合金化度を予め定めた推定式で予
測し、その推定値と目標とする合金化度の差をなくする
よう燃焼ガス流量を調整する技術に係わる。
【0002】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板としては、めっき層
の一部あるいは全体がFe−Zn合金層となるように合
金化処理を施したものが知られている。そして、この合
金化処理は、図3に示すように、溶融亜鉛めっき槽4
(以下、単にめっき槽という)の真上に亜鉛絞り装置3
及び合金化炉2を配置し、該めっき槽4よりシンクロー
ル5を介して引き上げた鋼板1の表面に付着した過剰な
亜鉛を該絞り装置3で絞って付着量を調整し、その後直
ちに該合金化炉2で該鋼板を加熱して付着亜鉛層へ鋼板
から鉄を拡散させることにより行われる。ところが、こ
の合金化処理が適正でない場合(通常、合金化度は、め
っき層のFeを化学分析で求め、9〜12%が適正範囲
である)、つまり合金化が過剰あるいは不足となると、
めっきの品質特性が損なわれるので、該合金化処理は高
精度で制御されなければならない。そのため、従来は、
オペレータが、鋼板表面の色を見ながら、あるいはライ
ンに設置したX線回析方式の合金化度計の指示値を見な
がら、合金化炉の加熱装置を細心の注意を払って手動で
操作、調整していた。しかし、かかる制御方法では、合
金化度の判断、加熱装置の操作のタイミング等で種々の
問題があり、人手を介さない所謂自動制御方法の研究開
発が行われるようになった。
【0003】自動制御を行うに際しては、まず、めっき
層の合金化度をオンラインで機械的に判定する必要があ
るが、今までにX線回折(特開平1−301155号公
報、川鉄技報、vol.18,1986年を参照)、光
の反射(特公昭64−655号公報参照)、放射率(特
公昭56−35745号公報参照)等を利用したものが
提案され、一部実用されている。
【0004】しかしながら、上記のX線回折を利用する
方法は、測定精度は良好であるが、装置が大がかりでコ
スト高であったり、あるいは設置位置の選択が難しいと
いう問題がある。特に、後者に関しては、板温と測定精
度の関係で合金化炉後方の冷却装置出側に配置する必要
があった。また、反射光を利用する方法には、光源及び
反射光センサを設置するに要する費用が高いこと、ある
いは該装置の保全がやっかいという問題があった。さら
に、放射率を利用する方法には、放射温度計を利用でき
るという簡便さはあったが、放射エネルギーから放射率
を算出する方法が複雑であったり、放射率以外にもめっ
き層の合金化度に影響を与える要因があるため、測定精
度が悪いという問題があった。特に、合金化度は、被測
定材の鋼種によって、例えばTiを含むと遅くなり、S
iを含むと早くなるので、鋼種が変更される毎に鋼板の
走行速度を調整する必要があった。そのため、放射率を
ベースに求めた合金化度を、鋼種によって人間が修正す
ることで対処していた。
【0005】一方、上記合金化度の判定を利用して合金
化処理を自動的に行う合金化制御方法としては、合金化
炉の板温や放射率を検出し、それを目標範囲に入るよう
に合金化炉への入熱量を制御する方法(特開平5−98
409号公報や特開平7−150328号公報参照)や
ファジー制御を用いる方法(特開平5−98408号公
報参照)、さらには、めっき浴の温度を基点とした伝熱
計算を行い、合金化炉への入熱量を制御する方法(特開
平5−93251号公報参照)等がある。
【0006】しかしながら、特開平5−98408号公
報や特開平5−98409号公報に記載の方法では、合
金化度が決まる因子を単に制御するだけで、合金化度を
直接制御する方式でないため、制御の精度が今一歩であ
った。また、特開平5−93251号公報記載の方法
は、伝熱計算の精度で制御自体の精度が決まってしまう
が、伝熱計算式に入っていない因子による影響は考慮さ
れないという問題があった。さらに、別途、オンライン
合金化度計の指示値を用いてフィードバック制御する方
法も考えられるが、オンライン合金化度計の設置位置が
合金化炉の下流100m以上離れていたために、応答の
よい制御をすることは不可能と予想される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、鋼板の鋼種に変更があっても制御の応答性及び
精度が良く、迅速に対応する溶融亜鉛めっき鋼板の制御
方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究し、合金化度に関しては、放射率を
利用する技術に鋼種の変更があった場合の工夫を加えた
合金化度推定式を作成し、自動制御に関しては、該合金
化度推定式で得た値を合金化炉加熱帯での燃焼量にフィ
ードバックさせるようにして本発明を完成させた。
【0009】すなわち、本発明は、鋼板を溶融亜鉛めっ
き槽に浸漬し、引続き該めっき鋼板のめっき層を合金化
炉を用いて合金化するに際し、被めっき鋼板の放射率変
化から求まる合金化位置と、さらに代表板温及び通板速
度をパラメータとする合金化度推定式を予め定めてお
き、上記合金化炉を通過中の鋼板の放射率変化、代表板
温及び通板速度を測定し、これら合金化炉内で得られる
測定値を該推定式で演算して合金化度を迅速に推定し、
推定した合金化度と目標合金化度が一致するよう燃料ガ
ス量を調整することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の
合金化度制御方法である。また、本発明は、上記合金化
度推定式を下記式とすることを特徴とする溶融亜鉛めっ
き鋼板の合金化度制御方法である。 Fe=a1 ×{(a2 −GP)/LS}×exp(a3 /T)+a4 (1) ここで、GP: 放射率から決まる合金化位置[m] LS: 通板速度[m/min] T : 代表板温(合金化炉出側の板温)[℃] Fe: 合金化度[%] a1 ,a2 ,a3 ,a4 : 定数 本発明によれば、推定値ではあるが、被めっき鋼板の合
金化度で直接合金化炉の加熱状況を調整できるようにな
るので、合金化度に対して応答のよい制御ができるよう
になる。従って、ラインを走行する鋼板の種類に変更が
あっても迅速に合金化炉の加熱条件を変更し、操業を継
続できるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に、本発明に係る溶融亜鉛め
っき鋼板の合金化度制御方法を実施したシステム構成の
1例を示し、以下に本発明の実施形態を説明する。ま
ず、めっき槽から引き上げられた被めっき鋼板1は、絞
り装置で付着めっき量を適正にされ、合金化炉に入る。
該合金化炉では、下部に配置したバーナの燃焼ガスで加
熱され、めっき層が合金化していく。
【0011】本発明では、その合金化の程度、つまり合
金化度を推定するが、そのためには放射温度計9〜12
からの放射率の測定値と板温の測定値を合金化位置検出
器13に入力して公知の方法で合金化位置を演算する。
そして、その出力を上記板温及び通板速度測定装置8で
測定した通板速度と共に合金化度推定装置14に入力
し、そこに予め記憶されている推定式を用いて合金化度
を推定する。本発明に係る合金化度の制御方法は、この
推定値を合金化度制御装置15に入力し、予め定めてあ
る合金化度目標値と比較し、両者の差を零にするように
前記バーナへ供給する燃焼ガス流量を決定、調整するこ
とである。本例では、該合金化度制御装置として、PI
D制御装置を用いているが、他の制御方式の装置でもよ
いことは言うまでもない。
【0012】ところで、前記合金化度の推定式である
が、それは次のようにして定めた。発明者は、先に特開
平7−150328号公報において、鋼板の放射率及び
板温度から合金化位置を制御する方法を開示している。
そして、その方法の実施において得られたデータ、つま
り、合金化位置が、鋼板の走行速度の影響を強く受ける
ことを知った。そこで、これら合金化位置、板温度、通
板速度とめっき層の合金化度(具体的には、めっき層の
鉄含有量を化学分析で求めた)の間には何らかの関係が
あると考え、それらの関数関係を調べた。その結果が、
前記(1)式である。しかし、この(1)式の各定数
は、鋼種によって異なるので、本発明では、予め種々の
鋼種に対する多くのデータを整理し、該定数を定め、合
金化推定装置14に記憶させるようにしたのである。ち
なみに、この推定値を求めるために用いたデータを表1
に示しておく。
【0013】
【表1】 次に、本発明に係る制御方法を実施した例を、図2に示
す。図2では、通板速度が何らかの理由で減少した時の
状況及び処置を示し、従来法のオンライン合金化度計の
指示値を作業者が手動で処置した場合と、本発明で処置
された場合とを同時に比較してある。図2から明らかな
ように、通板速度の減少に伴い、本発明の適用時には前
記推定合金化度が増加している。しかし、該合金化度
は、目標値との間の偏差をPID演算で操作量を決定し
制御するするので、目標範囲を外れることなく制御可能
であった。一方、従来方法の場合、作業者が手動で合金
化度計の指示値を見ながら燃料流量の調整を行うので、
燃料流量を減少させるまでに1分程度の遅れがあり、結
果として合金化度に目標範囲からの外れが発生してい
る。
【0014】なお、従来からある合金化度計は、合金化
度の測定精度自体は良かったので、本発明にかかる推定
値との比較を行った。その結果を図4に示すが、本発明
の推定値も合金化度計と同等の精度があることが確認で
きた。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、鋼種
が変わったり、操業中に何らかの原因で合金化度が変化
することがあっても、予め定めてある合金化度推定式を
用いて操作量をフィードバック制御できるようになっ
た。その結果、応答性や精度の良い合金化度制御ができ
るようになり、めっき品質に優れた製品の安定生産が可
能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の合金化度制
御方法を実施したシステムを説明する図である。
【図2】本発明法と従来法により、溶融亜鉛めっき鋼板
の合金化度を制御した例を示す図である。
【図3】溶融亜鉛めっきを行う一般的な装置の説明図で
ある。
【図4】合金化度計の測定値と本発明に係る推定値とを
比較した図である。
【符号の説明】
1 鋼板 2 合金化炉 3 絞り装置 4 めっき槽 5 シンクロール 6 バーナ 7 合金化炉加熱帯 8 通板速度測定装置 9 合金化炉出側放射温度計 10 放射温度計 11 放射温度計2 12 放射温度計3 13 合金化位置演算器 14 合金化度推定装置 15 合金化度制御装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板を溶融亜鉛めっき槽に浸漬し、引続
    き該めっき鋼板のめっき層を合金化炉を用いて合金化す
    るに際し、 被めっき鋼板の放射率変化から求まる合金化位置と、さ
    らに代表板温及び通板速度をパラメータとする合金化度
    推定式を予め定めておき、上記合金化炉を通過中の鋼板
    の放射率変化、代表板温及び通板速度を測定し、これら
    測定値を該推定式で演算して合金化度を推定し、推定し
    た合金化度と目標合金化度が一致するよう燃料ガス量を
    調整することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の合金化
    度制御方法。
  2. 【請求項2】 上記合金化度推定式を下記式とすること
    を特徴とする請求項1記載の溶融亜鉛めっき鋼板の合金
    化度制御方法。 Fe=a1 ×{(a2 −GP)/LS}×exp(a3 /T)+a4 (1) ここで、GP: 放射率から決まる合金化位置[m] LS: 通板速度[m/min] T : 代表板温(合金化炉出側の板温)[℃] Fe: 合金化度[%] a1 ,a2 ,a3 ,a4 : 定数
JP8074538A 1996-03-28 1996-03-28 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化度制御方法 Pending JPH09263924A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103764867A (zh) * 2011-08-26 2014-04-30 新日铁住金株式会社 合金化位置确定方法、合金化位置确定装置以及记录介质

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20001128