JPH09316640A - 蒸着めっきの付着量制御方法及び制御装置 - Google Patents

蒸着めっきの付着量制御方法及び制御装置

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JPH09316640A
JPH09316640A JP9009488A JP948897A JPH09316640A JP H09316640 A JPH09316640 A JP H09316640A JP 9009488 A JP9009488 A JP 9009488A JP 948897 A JP948897 A JP 948897A JP H09316640 A JPH09316640 A JP H09316640A
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JP
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vapor
amount
guide duct
atomic absorption
metal vapor
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JP9009488A
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Hiroshi Tanaka
宏 田中
Yasushi Fukui
康 福居
Minoru Saito
実 斎藤
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属蒸気の流量を即応性よく制御し、めっき
付着量をオンライン制御する。 【構成】 蒸発源10から被めっき鋼帯1に金属蒸気1
2を導く蒸気案内ダクト13から金属蒸気の一部を蒸気
取出し管14を経て蒸気量原子吸光測定装置15に取り
出し、蒸気量原子吸光測定装置15で金属蒸気に測定光
20を照射し、得られた吸光度から案内ダクト13内を
通過する金属蒸気12の流量を演算し、演算結果に基づ
いて案内ダクト13内に設けられている蒸気量調整用シ
ャッタ17の開度を調整する。 【効果】 案内ダクト13内を通過する金属蒸気12の
流量に基づいてめっき付着量が制御されるため、短時間
で目標付着量をもつめっき層が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸着法でめっき鋼板を
製造する際のめっき付着量を即応性よく制御する方法及
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】Znめっき鋼板等の製造ラインでめっき
付着量を制御する際、蛍光X線やX線回折法等でめっき
付着量を測定している。蛍光X線法では、めっき鋼板に
X線を照射してめっき金属から放出される蛍光X線の強
度を測定し、予め作成している検量線に基づいて計算す
ることによってめっき付着量を求めている(特開昭60
−13308号公報参照)。複層めっきが施されためっ
き鋼板では、めっき組成に特有のピーク強度を測定し、
めっき組成と付着量との関係式を解くX線回折法が適し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】蛍光X線法では、図1
に示すように蒸着めっきラインの出側にX線測定箇所を
設定している。すなわち、めっきされる鋼帯1は、ガス
還元炉2で表面が活性化された後、入側真空シール装置
3を経て真空室4に導入され、蒸着ゾーン5でZn,M
g等の蒸着めっきが施され、出側真空シール装置6及び
冷却帯7を経て真空室4から送り出される。この送り出
された後の蒸着めっき鋼帯8の表面に対向して、X線測
定装置9が配置されている。そのため、蒸着からめっき
付着量の測定までに時間がかかり、付着量変化に対して
迅速に対応する制御ができない。また、Zn−Mg蒸着
めっき鋼板のように異種の元素を多層めっきする場合、
多種類の元素の付着量を測定し、制御することが要求さ
れる。しかし、各元素からのX線が互いの元素及び各層
によって減衰されるため、各元素の正確な付着量を求め
ることが難しい。特に、多層構造をもつZn−Mgめっ
き層にあっては、MgのX線が弱く、Zn等の元素及び
各合金層で減衰されるため、付着量の正確な測定が一層
困難になる。
【0004】X線回折法でも、蛍光X線法と同様に測定
位置が蒸着位置から離れているために、測定結果を得る
までに時間がかかり、即応性のよい付着量制御ができな
い。また、異種元素の多層構造をもつめっき層では、め
っき層中に各元素の外に数種類の金属間化合物が存在す
るため、それらのピークも測定しなければならず、数多
くの測定装置が必要になる。更に、一つ一つのピークが
互いの元素,合金及び各層で減衰されることから誤差が
大きく、高精度で付着量を測定できない。本発明は、こ
のような問題を解消すべく案出されたものであり、原子
吸光法を利用してダクト内の蒸気量を測定し、蒸気量の
測定値から付着量を算出することにより、付着量のオン
ライン測定を可能とし、優れた即応性で付着量を制御す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の蒸着めっき付着
量制御方法は、その目的を達成するため、蒸発源から被
めっき鋼帯に金属蒸気を導く蒸気案内ダクトから金属蒸
気の一部を蒸気取出し管を経て蒸気量原子吸光測定装置
に取り出し、蒸気量原子吸光測定装置で金属蒸気に測定
光を照射し、得られた吸光度から案内ダクト内を通過す
る金属蒸気の流量を演算し、演算結果に基づいて案内ダ
クト内に設けられている蒸気量調整用シャッタの開度を
調整することを特徴とする。また、蒸着めっきの付着量
制御装置は、蒸発源から被めっき鋼帯に金属蒸気を導く
蒸気案内ダクト内に一端が開口した蒸気取出し管と、該
蒸気取出し管の他端開口部が臨む蒸気量原子吸光測定装
置と、該蒸気量原子吸光測定装置で測定された金属蒸気
の吸光度が入力される付着量制御装置と、前記案内ダク
ト内に設けられ、前記付着量制御装置からの制御信号で
開度が調整される蒸気量調整用シャッタとを備えてい
る。
【0006】
【実施の形態】本発明においては、図2に示すように蒸
発源10の蒸発金属11を金属蒸気12として被めっき
鋼帯1に導く案内ダクト13から、金属蒸気12の一部
を蒸気流量に応じて蒸気取出し管14から取り出す。取
り出された金属蒸気12は、蒸気量原子吸光測定装置1
5に導かれ、原子吸光法で吸光度を求める。吸光度の測
定値は、付着量制御装置16に入力され、金属蒸気量が
演算され、蒸気量調整用シャッタ17の開度を変更する
制御信号として付着量制御装置16から出力される。案
内ダクト13内の金属蒸気12は、真空ポンプ18で減
圧されている測定室15と案内ダクト13との間の圧力
差に応じた量で、蒸気取出し管14から測定装置15に
導かれる。測定室15内では、図3に示すように光源1
9としてのホロカソードランプから金属蒸気12に吸収
される特定の波長をもつ測定光20を金属蒸気12に照
射し、原子吸光を生じさせる。金属蒸気12に吸収され
ない光は、光源19の反対側にある検知器としての光電
子倍増管21に到達する。光電子倍増管21による測定
結果から、金属蒸気12に吸収された光量,すなわち吸
光度が判る。
【0007】得られた吸光度は、電気信号に変換され、
付着量制御装置16に入力される。付着量制御装置16
では、予めインプットしている検量線と入力された吸光
度とを照合し、金属蒸気量を演算する。このとき、原子
吸光法で測定した蒸気の変化量は、案内ダクト13内を
通過する金属蒸気12の変化量と正の相関関係にある。
そのため、蒸気の一部を測定することにより、案内ダク
ト13内を通過する金属蒸気12の流量を求めることが
できる。求められた金属蒸気12の流量は、流量制御信
号に変換され、蒸気量調整用シャッタ17に出力され、
シャッタ17の開度調整に使用される。このようにし
て、案内ダクト13内の金属蒸気12の流量を測定し、
付着量を直接的に制御するため、即応性に優れた高精度
の付着量制御が可能になる。また、感度が良好で測定範
囲の広い原子吸光法を採用していることから、微量な蒸
気量から大量の蒸気量まで精度良く測定できる。更に、
各元素それぞれ単独に蒸気案内ダクト13内の蒸気量を
測定しているので、各元素の付着量を独立して制御でき
る。しかも、蒸発金属11の蒸発面が生成酸化物等で汚
れ、蒸発面積が減少して蒸気量が変動するような場合で
も、汚染による影響が排除され、精度良く付着量が制御
される。
【0008】
【実施例】Zn,Mg,Znの順に蒸着めっきした蒸着
Zn−Mgめっき鋼板の製造に本発明を適用した実施例
を説明する。この場合に形成されるめっき層Lは、鋼板
の保有熱によりZn及びMgが相互拡散し、図4に示す
ように下地鋼Sの上にMg:0.5重量%以下のZn層
1 ,Mg:2〜20重量%のZn−Mg層L2 及びM
g:0.5重量%以下のZn層L3 が順次形成された多
層構造をもっている。原子吸光法による蒸気量の測定で
は、案内ダクト13からZn又はMg蒸気の一部を取り
出し、蒸気取出し管14を経て原子吸光測定装置15に
送り込み、Zn又はMg蒸気に測定光20を照射して吸
光度を測定した。このときの案内ダクト13には幅50
0mm,高さ100mm,長さ3mの矩形ダクトを使用
し、蒸気取出し管14には内径2mm,長さ1mの円筒
管の先端に内径0.5mm,長さ10mmの先端管を取
り付けたものを使用した。
【0009】原子吸光法で得られた吸光度の測定結果か
ら、図5及び図6に示すようにZn及びMgの何れにお
いても、吸光度と蒸気量との間に密接な関係があった。
この関係から、吸光度を測定することによりZn蒸気量
及びMg蒸気量が計測されることが判る。更に、原子吸
光法で付着量制御して作製したZn−Mgめっき層のZ
n付着量及びMg付着量を、化学分析法で測定した。原
子吸光法による測定結果を化学分析法による測定結果と
比較したところ、表1に示すように両者の間に高い一致
性がみられ、原子吸光法で求めためっき付着量が化学分
析法で求めためっき付着量と同程度の高信頼性をもつも
のであった。この結果からも、吸光度を測定することに
よりZn蒸気量及びMg蒸気量が計測されることが判
る。これに対し、蛍光X線法では、Mgの付着量が測定
できず、必要とする層構造をもったZn−Mgめっきを
形成することに利用できなかった。
【0010】
【0011】次いで、連続ラインでZn及びMgの蒸着
をそれぞれ単独に行い、目標付着量を変化させた。そし
て、Mg付着量及びZn付着量を原子吸光法及び蛍光X
線法それぞれで測定し、付着量の経時変化を求めた。こ
のとき、Zn蒸気案内ダクトとして幅1m,高さ300
mm,長さ3mの矩形ダクトを、Zn蒸気取出し管とし
て内径2mm,長さ1mの円筒管の先端に内径0.5m
m,長さ10mmの先端管を接続したものを使用した。
他方、Mg蒸気案内ダクトとして幅1m,高さ40m
m,長さ3mの矩形ダクトを、Mg蒸気取出し管として
Zn蒸気取出し管と同じものを使用した。
【0012】蛍光X線法で付着量を測定した場合には、
蒸着時点から付着量測定までに時間がかかるため、Zn
付着量がハンチングする周期が図8に示すように長く、
目標付着量に安定するまでに約60秒かかった。また、
Mg付着量については、測定感度が悪く、長時間経過し
た後でも測定値が図7に示すように不安定であった。こ
れに対し、原子吸光法を用いた測定では、Mg蒸気,Z
n蒸気共に高精度で流量が測定され、それら測定値に基
づいて流量制御されることから、付着量のハンチング周
期が短くなっていた。その結果、図7及び図8に示され
るように、Mg付着量及びZn付着量共に、数秒以内で
目標付着量に制御されていることが判る。
【0013】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、案内ダクト内を通過する金属蒸気の一部を取り出
し、その金属蒸気の吸光度を原子吸光分析法で測定し、
得られた吸光度から金属蒸気の流量を求めている。この
ようにして求められた蒸気流量に基づいて流量制御する
とき、優れた即応性で付着量を制御することが可能とな
る。また、誤差要因が入り込み易いMgの付着量も高精
度で測定されるため、高耐食性Zn−Mgめっき鋼帯の
蒸着めっきラインに好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 蛍光X線法を組み込んだ蒸着めっきライン
【図2】 本発明に従った原子吸光分析法を組み込んだ
蒸着めっきラインの金属蒸気案内フード
【図3】 原子吸光分析法で金属蒸気の吸光度を測定す
る装置
【図4】 Zn−Mgめっき層の多層構造
【図5】 原子吸光法で測定したZn蒸気による吸光度
がZn蒸気量と高い相関関係にあることを示すグラフ
【図6】 原子吸光法で測定したMg蒸気による吸光度
がMg蒸気量と高い相関関係にあることを示すグラフ
【図7】 Mg付着量を原子吸光法及び蛍光X線法で測
定し制御した場合の目標付着量に対するハンチングを示
すグラフ
【図8】 Zn付着量を原子吸光法及び蛍光X線法で測
定し制御した場合の目標付着量に対するハンチングを示
すグラフ
【符号の説明】
1:被めっき鋼帯 2:ガス還元炉 3:入側真空
シール装置 4:真空室 5:蒸着ゾーン 6:
出側真空シール装置 7:冷却帯 8:蒸着めっき
鋼帯 9:X線測定装置 10:蒸発源 11:
蒸発金属 12:金属蒸気 13:案内ダクト
14:蒸気取出し管 15:蒸気量原子吸光測定装置
16:付着量制御装置 17:蒸気量調整用シャ
ッタ 18:真空ポンプ 19:ホロカソードランプ(光
源) 20:測定光 21:光電子倍増管 L:Zn−Mg系めっき層 L1 :Mg含有量が0.5重量%以下のZn層 L2 :Mg含有量が2〜20重量%以下のZn−Mg層 L3 :Mg含有量が0.5重量%以下のZn層 S :下地鋼

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発源から被めっき鋼帯に金属蒸気を導
    く蒸気案内ダクトから金属蒸気の一部を蒸気取出し管を
    経て蒸気量原子吸光測定装置に取り出し、蒸気量原子吸
    光測定装置で金属蒸気に測定光を照射し、得られた吸光
    度から案内ダクト内を通過する金属蒸気の流量を演算
    し、演算結果に基づいて案内ダクト内に設けられている
    蒸気量調整用シャッタの開度を調整することを特徴とす
    る蒸着めっきの付着量制御方法。
  2. 【請求項2】 蒸発源から被めっき鋼帯に金属蒸気を導
    く蒸気案内ダクト内に一端が開口した蒸気取出し管と、
    該蒸気取出し管の他端開口部が臨む蒸気量原子吸光測定
    装置と、該蒸気量原子吸光測定装置で測定された金属蒸
    気の吸光度が入力される付着量制御装置と、前記案内ダ
    クト内に設けられ、前記付着量制御装置からの制御信号
    で開度が調整される蒸気量調整用シャッタとを備えてい
    る蒸着めっきの付着量制御装置。
JP9009488A 1996-03-27 1997-01-22 蒸着めっきの付着量制御方法及び制御装置 Withdrawn JPH09316640A (ja)

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US08/822,433 US6060109A (en) 1996-03-27 1997-03-21 Atomic absorption analysis for measuring and controlling the amount of a metal vapor in vapor deposition coating line and apparatus therefor
CA002200667A CA2200667A1 (en) 1996-03-27 1997-03-21 Atomic absorption analysis for measuring and controlling the amount of a metal vapor in vapor deposition coating line and apparatus therefor
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101224457B1 (ko) * 2005-12-27 2013-01-22 엘지디스플레이 주식회사 증착 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101224457B1 (ko) * 2005-12-27 2013-01-22 엘지디스플레이 주식회사 증착 장치

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