JPH10260137A - 溶融金属浴面さざ波検出方法及び装置 - Google Patents
溶融金属浴面さざ波検出方法及び装置Info
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- JPH10260137A JPH10260137A JP6656597A JP6656597A JPH10260137A JP H10260137 A JPH10260137 A JP H10260137A JP 6656597 A JP6656597 A JP 6656597A JP 6656597 A JP6656597 A JP 6656597A JP H10260137 A JPH10260137 A JP H10260137A
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- molten metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、溶融金属を付着させるめっき浴で
「付着ムラ」を検出可能にする溶融金属浴面のさざ波検
出方法を提供することを目的としている。 【解決手段】溶融金属浴面に鉛直に点状レーザー光を照
射し、鋼板面及び浴面に対して直角な面内の一定角度方
向で受光し、受光角度θと一致する角度を有する該浴面
の周期的振動に起因する反射光の検出時間間隔を求め、
その検出値に基づき浴面さざ波の高さと周期を測定す
る。
「付着ムラ」を検出可能にする溶融金属浴面のさざ波検
出方法を提供することを目的としている。 【解決手段】溶融金属浴面に鉛直に点状レーザー光を照
射し、鋼板面及び浴面に対して直角な面内の一定角度方
向で受光し、受光角度θと一致する角度を有する該浴面
の周期的振動に起因する反射光の検出時間間隔を求め、
その検出値に基づき浴面さざ波の高さと周期を測定す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属浴面のさ
ざ波検出方法及び装置に関し、特に、鋼帯に溶融金属め
っきを施すめっき浴ポット内で鋼帯の走行に起因して発
生する「さざ波」の高さと周期をリアルタイムで測定す
る技術である。
ざ波検出方法及び装置に関し、特に、鋼帯に溶融金属め
っきを施すめっき浴ポット内で鋼帯の走行に起因して発
生する「さざ波」の高さと周期をリアルタイムで測定す
る技術である。
【0002】
【従来の技術】一般に、溶融金属めっきを鋼帯の表面に
均一付着させるには、螢光X線による検出方式で付着量
を検出し、過剰な付着分をノズルから噴射したガス・ジ
ェットで吹き落とす方法が知られている。その付着量の
検出方式は、めっき浴から連続して引き上げられ、走行
中のめっきが付着した鋼帯の表面を、蛍光X線でスキャ
ンし、該鋼帯の幅方向のめっき成分元素の強度分布を求
めることである。
均一付着させるには、螢光X線による検出方式で付着量
を検出し、過剰な付着分をノズルから噴射したガス・ジ
ェットで吹き落とす方法が知られている。その付着量の
検出方式は、めっき浴から連続して引き上げられ、走行
中のめっきが付着した鋼帯の表面を、蛍光X線でスキャ
ンし、該鋼帯の幅方向のめっき成分元素の強度分布を求
めることである。
【0003】しかしながら、かかる従来の検出方式に
は、長手方向に発生する比較的短い周期の「付着ムラ」
及び模様として現れる程度のわずかな「付着ムラ」は発
見できないという欠点がある。また、「付着ムラ」を発
生させる溶融金属ポットと、それを検出するセンサーと
の間に距離があるので、付着時と測定時の時間差があ
り、付着量変動に対する制御が遅れ、操業での対応がリ
アルタイムで実施できないという問題もあった。
は、長手方向に発生する比較的短い周期の「付着ムラ」
及び模様として現れる程度のわずかな「付着ムラ」は発
見できないという欠点がある。また、「付着ムラ」を発
生させる溶融金属ポットと、それを検出するセンサーと
の間に距離があるので、付着時と測定時の時間差があ
り、付着量変動に対する制御が遅れ、操業での対応がリ
アルタイムで実施できないという問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、溶融金属を付着させるめっき浴で「付着ムラ」
を検出可能にする溶融金属浴面のさざ波検出方法を提供
することを目的としている。
に鑑み、溶融金属を付着させるめっき浴で「付着ムラ」
を検出可能にする溶融金属浴面のさざ波検出方法を提供
することを目的としている。
【0005】
【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、新規な測定方法の開発研究を行い、鋼帯を
めっき浴から引き上げる際に、該めっき浴の表面が波立
ち、それが大きくなると、付着量に周期的な変動が生じ
易いことに着眼した。つまり、該浴面上でのさざ波が、
鋼帯にいわば平行移動したように「付着ムラ」となると
考え、本発明を完成させた。
成するため、新規な測定方法の開発研究を行い、鋼帯を
めっき浴から引き上げる際に、該めっき浴の表面が波立
ち、それが大きくなると、付着量に周期的な変動が生じ
易いことに着眼した。つまり、該浴面上でのさざ波が、
鋼帯にいわば平行移動したように「付着ムラ」となると
考え、本発明を完成させた。
【0006】すなわち、本発明は、溶融金属浴面に鉛直
に点状レーザー光を照射し、鋼板面及び浴面に対して直
角な面内の一定角度方向で受光し、受光角度θと一致す
る角度を有する該浴面の周期的振動に起因する反射光の
検出時間間隔を求め、その検出値に基づき浴面さざ波の
高さと周期を測定することを特徴とする溶融金属浴面さ
ざ波検出方法である。
に点状レーザー光を照射し、鋼板面及び浴面に対して直
角な面内の一定角度方向で受光し、受光角度θと一致す
る角度を有する該浴面の周期的振動に起因する反射光の
検出時間間隔を求め、その検出値に基づき浴面さざ波の
高さと周期を測定することを特徴とする溶融金属浴面さ
ざ波検出方法である。
【0007】また、本発明は、前記浴面さざ波の波高を
下記式から演算することを特徴とする溶融金属浴面さざ
波検出方法である。 2w=T/{πsinπ(1/2−t(a=θ)/T)
tan(90°−θ(deg)/2)} ここで、t(a=θ);さざなみ波の山部を基準にした
時間 2w;さざ波の高さ(山部と谷部との差) T;さざ波の周期 a;レーザー光の反射角 θ;検出器の傾角(deg) さらに、本発明は、前記反射光の検出を、照射光と同軸
上でも行い、測定基準の検出信号を求めることを特徴と
する溶融金属浴面さざ波検出方法である。
下記式から演算することを特徴とする溶融金属浴面さざ
波検出方法である。 2w=T/{πsinπ(1/2−t(a=θ)/T)
tan(90°−θ(deg)/2)} ここで、t(a=θ);さざなみ波の山部を基準にした
時間 2w;さざ波の高さ(山部と谷部との差) T;さざ波の周期 a;レーザー光の反射角 θ;検出器の傾角(deg) さらに、本発明は、前記反射光の検出を、照射光と同軸
上でも行い、測定基準の検出信号を求めることを特徴と
する溶融金属浴面さざ波検出方法である。
【0008】加えて、本発明は、溶融金属浴面に鉛直に
点状レーザー光を照射するレーザ光源と、鋼板面及び浴
面に対して直角な面内に配置した反射光の検出器と、検
出値に基づき浴面さざ波の高さと周期を演算する演算装
置とを備えたことを特徴とする溶融金属浴面さざ波検出
装置である。さらに加えて、本発明は、照射光と同軸上
にも反射光の検出器を備えたことを特徴とする溶融金属
浴面さざ波検出装置でもある。
点状レーザー光を照射するレーザ光源と、鋼板面及び浴
面に対して直角な面内に配置した反射光の検出器と、検
出値に基づき浴面さざ波の高さと周期を演算する演算装
置とを備えたことを特徴とする溶融金属浴面さざ波検出
装置である。さらに加えて、本発明は、照射光と同軸上
にも反射光の検出器を備えたことを特徴とする溶融金属
浴面さざ波検出装置でもある。
【0009】本発明では、めっき付着量そのものでな
く、溶融金属浴の波面を検出対象として、まさに溶融金
属を付着させるめっき浴面の直接測定を可能としたため
に、板のばたつき状況をリアルタイムで測定することが
可能となる。また、板のばたつき、ガス・ジェットの不
安定に起因する付着量ムラが発生した際には、その時め
っき浴の浴面に発生する波面の高さ及び周期から、付着
量むらの大きさと間隔を測定することができるようにな
る。さらに、波面高さ及び周期にしきい値を設け、測定
値がしきい値を超えた時に、振動発生源の抑制制御を行
うか又は警報を出力することによって、操業状態を安定
方向に変化させることができるようになる。
く、溶融金属浴の波面を検出対象として、まさに溶融金
属を付着させるめっき浴面の直接測定を可能としたため
に、板のばたつき状況をリアルタイムで測定することが
可能となる。また、板のばたつき、ガス・ジェットの不
安定に起因する付着量ムラが発生した際には、その時め
っき浴の浴面に発生する波面の高さ及び周期から、付着
量むらの大きさと間隔を測定することができるようにな
る。さらに、波面高さ及び周期にしきい値を設け、測定
値がしきい値を超えた時に、振動発生源の抑制制御を行
うか又は警報を出力することによって、操業状態を安定
方向に変化させることができるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の実施例を示す斜
視図である。測定しようとする溶融金属めっき浴1から
鋼板3が鉛直方向に引き上げられており、浴面2にさざ
波2’が発生している。かかる状況において、点状レー
ザ光源4は、浴面に対して垂直な方向に設置されてい
る。反射光を検出する検出器5は、さざ波2’が基本的
にめっき浴から引き上げられる鋼板3に平行に現れるた
め、鋼板3及び浴面2に対して直角な面7内の1ケ所に
設けられている。従って、浴面の周期的変動に起因して
角度が変わるレーザ反射光12のうち、前記検出器5の
設定角度θと反射角が一致するものだけが、該検出器5
で受光されるようになる。
施の形態を説明する。図1は、本発明の実施例を示す斜
視図である。測定しようとする溶融金属めっき浴1から
鋼板3が鉛直方向に引き上げられており、浴面2にさざ
波2’が発生している。かかる状況において、点状レー
ザ光源4は、浴面に対して垂直な方向に設置されてい
る。反射光を検出する検出器5は、さざ波2’が基本的
にめっき浴から引き上げられる鋼板3に平行に現れるた
め、鋼板3及び浴面2に対して直角な面7内の1ケ所に
設けられている。従って、浴面の周期的変動に起因して
角度が変わるレーザ反射光12のうち、前記検出器5の
設定角度θと反射角が一致するものだけが、該検出器5
で受光されるようになる。
【0011】図2は、鋼板3及び浴面2に対して直角な
面内に、レーザ入射光が反射する様子を示す。検出器5
は、レーザ光源4と同一面内で、角度θだけずらしてあ
ることが明らかである。レーザ入射光11は、浴面に発
生する溶融金属のさざ波が移動するで振動しているの
で、その反射光が上記鋼板と浴面に直角な面内に反射す
ることになる。
面内に、レーザ入射光が反射する様子を示す。検出器5
は、レーザ光源4と同一面内で、角度θだけずらしてあ
ることが明らかである。レーザ入射光11は、浴面に発
生する溶融金属のさざ波が移動するで振動しているの
で、その反射光が上記鋼板と浴面に直角な面内に反射す
ることになる。
【0012】本発明は、図3に示すように、ある瞬間t
aにおける溶融金属のさざ波(以下、さざ波)の形が、
サイン波に近似できることを前提としている。その場
合、さざ波の高さ(山部と谷部との差)を2w、波の周
期をT、レーザー光源の位置をX0、さざ波の進行方向
上の任意の点X0 における波の高さをy、レーザー光
の反射角がaであるとすると、位置X0 における波の高
さyは、位相ずれの光を省略して、 y=w・COS(2πt/T) …(1) で表わされる。従って、この式から、レーザ反射光の反
射角度aは次式となる。
aにおける溶融金属のさざ波(以下、さざ波)の形が、
サイン波に近似できることを前提としている。その場
合、さざ波の高さ(山部と谷部との差)を2w、波の周
期をT、レーザー光源の位置をX0、さざ波の進行方向
上の任意の点X0 における波の高さをy、レーザー光
の反射角がaであるとすると、位置X0 における波の高
さyは、位相ずれの光を省略して、 y=w・COS(2πt/T) …(1) で表わされる。従って、この式から、レーザ反射光の反
射角度aは次式となる。
【0013】 a=2・[90°−Tan-1|T/2πwsin(2πt/T)|] …(2) 本発明では、前記したように、角度aが検出器5の設置
方向θに一致する反射光を検出するようにしたので、
(2)式でa(deg)=θ(deg)とすれば、下記
(3)式が得らる。つまり、さざ波高さ2wが、周期T
と時間tが測定できれば、求められることになる。な
お、Tan-1はdeg表記とする。
方向θに一致する反射光を検出するようにしたので、
(2)式でa(deg)=θ(deg)とすれば、下記
(3)式が得らる。つまり、さざ波高さ2wが、周期T
と時間tが測定できれば、求められることになる。な
お、Tan-1はdeg表記とする。
【0014】 2w=T/{πsinπ(1/2−t(a=θ)/T)tan(deg)( 90°−θ(deg)/2)} …(3) ここで、t(a=θ)は、さざなみ波の山部を基準にし
た時間である。なお、(3)式において、sinの項
は、さざ波の進行に関する項であり、tan(deg)
の項は、検出器5の設置方向に関する項である。
た時間である。なお、(3)式において、sinの項
は、さざ波の進行に関する項であり、tan(deg)
の項は、検出器5の設置方向に関する項である。
【0015】次に、上記周期Tと時間tの測定である
が、前記装置によってa=θとなる反射光を検知するよ
うにしてあるので、レーザ光の照射と受光で図4の検出
信号S1〜S4が測定される。周期Tは、図4に示すよ
うに、反射光の検出周期から容易に定まる。すなわち、
図4は、模擬サイン曲線13で波の移動を、検出器5で
受光したレーザ反射光の検出信号を、横軸を時間(又は
角度)としてを示したものであるが、周期Tは、検出信
号S1とS3間の時間として定めることができるのであ
る。なお、図4には、検出信号S1とS2、及びS3と
S4が互いに接近して、ペアとなって存在している。こ
れは、さざ波が模擬サイン曲線の45度の位置を挟み、
反射光に同じ角度になるものがあるからである。従っ
て、周期Tの決定は、接近している検出信号間の値では
なく、ある時間だけ遅れて現れる検出信号間(例えば、
S1とS3,S2とS4)で行うことになる。
が、前記装置によってa=θとなる反射光を検知するよ
うにしてあるので、レーザ光の照射と受光で図4の検出
信号S1〜S4が測定される。周期Tは、図4に示すよ
うに、反射光の検出周期から容易に定まる。すなわち、
図4は、模擬サイン曲線13で波の移動を、検出器5で
受光したレーザ反射光の検出信号を、横軸を時間(又は
角度)としてを示したものであるが、周期Tは、検出信
号S1とS3間の時間として定めることができるのであ
る。なお、図4には、検出信号S1とS2、及びS3と
S4が互いに接近して、ペアとなって存在している。こ
れは、さざ波が模擬サイン曲線の45度の位置を挟み、
反射光に同じ角度になるものがあるからである。従っ
て、周期Tの決定は、接近している検出信号間の値では
なく、ある時間だけ遅れて現れる検出信号間(例えば、
S1とS3,S2とS4)で行うことになる。
【0016】一方、さざ波の山部からの時間t(a=
θ)は、基準となる山部の時刻が定まっていなくとも、
以下のようにして定めることができる。まず、図4よ
り、周期Tと検出信号S1とS2間の時間Δtは容易に
定まる。さざなみの山部位置から模擬サイン曲線の45
度までの時間は、T/4であるから、時間tは、(T/
4−Δt)となる。
θ)は、基準となる山部の時刻が定まっていなくとも、
以下のようにして定めることができる。まず、図4よ
り、周期Tと検出信号S1とS2間の時間Δtは容易に
定まる。さざなみの山部位置から模擬サイン曲線の45
度までの時間は、T/4であるから、時間tは、(T/
4−Δt)となる。
【0017】また、本発明では、この時間tを定める別
の方法も考え、提案する。それは、図5に示すように、
入射光11と同軸上にも、反射光12の検出器6を設
け、そこでの受光で測定基準となる検出信号S0を測定
するものである。そのようにすると、図6に示すよう
に、検出器4及び鉛直方向検出器6からの2本の情報1
5、16が得られる。その結果、周期Tは、鉛直検出器
6での検出信号間の時間差として、一方、時間tは、さ
ざ波の山部に相当する検出信号S0が存在するので、該
信号を測定基準として定まることになる。
の方法も考え、提案する。それは、図5に示すように、
入射光11と同軸上にも、反射光12の検出器6を設
け、そこでの受光で測定基準となる検出信号S0を測定
するものである。そのようにすると、図6に示すよう
に、検出器4及び鉛直方向検出器6からの2本の情報1
5、16が得られる。その結果、周期Tは、鉛直検出器
6での検出信号間の時間差として、一方、時間tは、さ
ざ波の山部に相当する検出信号S0が存在するので、該
信号を測定基準として定まることになる。
【0018】さらに、本発明に係る溶融金属浴のさざ波
検出装置を用いても、浴面に生ずる波が小さい場合に
は、検出できる信号がないことがある。しかし、かかる
状況は、めっき操業が非常に安定でさざ波が立たないこ
とを意味している。従って、反射光を検出する必要がな
いので、このことは何ら問題にならないと考えられる。
検出装置を用いても、浴面に生ずる波が小さい場合に
は、検出できる信号がないことがある。しかし、かかる
状況は、めっき操業が非常に安定でさざ波が立たないこ
とを意味している。従って、反射光を検出する必要がな
いので、このことは何ら問題にならないと考えられる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、
(1)めっき付着量でなく、めっき浴浴面の溶融金属の
波面を検出対象とすることで、まさに溶融金属を付着さ
せるめっき浴における測定が可能となり、リアルタイム
での測定が可能となり、(2)板のばたつき、あるいは
ガス・ジェットの不安定に起因する「付着量ムラ」が発
生した際には、その時めっき浴面に発生する波面の高さ
及び周期から、「付着量ムラ」の大きさと間隔を推定す
ることが可能となり、この関係を用いてオンラインでリ
アルタイムで、さらに精度の高いめっき厚制御が可能と
なる。また、波面高さ及び周期にしきい値を設け、振動
抑制制御を行うか、警報を出力することによって、操業
状態を安定方向に変化させることが可能になった。
(1)めっき付着量でなく、めっき浴浴面の溶融金属の
波面を検出対象とすることで、まさに溶融金属を付着さ
せるめっき浴における測定が可能となり、リアルタイム
での測定が可能となり、(2)板のばたつき、あるいは
ガス・ジェットの不安定に起因する「付着量ムラ」が発
生した際には、その時めっき浴面に発生する波面の高さ
及び周期から、「付着量ムラ」の大きさと間隔を推定す
ることが可能となり、この関係を用いてオンラインでリ
アルタイムで、さらに精度の高いめっき厚制御が可能と
なる。また、波面高さ及び周期にしきい値を設け、振動
抑制制御を行うか、警報を出力することによって、操業
状態を安定方向に変化させることが可能になった。
【0020】さらに、本発明により定量化される推定付
着量のムラから、ガス・ジェットの制御への制御への反
映、また螢光X線方式の付着量測定を補正することがで
きるようになるという効果もある。
着量のムラから、ガス・ジェットの制御への制御への反
映、また螢光X線方式の付着量測定を補正することがで
きるようになるという効果もある。
【図1】本発明に係る装置を示す斜視図である。
【図2】図1の装置を、鋼帯に平行な方向から見た側面
図である。
図である。
【図3】さざ波とレーザ入射・反射光の関係を示した図
である。
である。
【図4】さざ波の振動と検出信号との関係を示した図で
ある。
ある。
【図5】本発明に係る装置の別形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図6】さざ波の振動と2つの検出器で得た検出信号と
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
1 溶融金属めっき浴 2 浴面 2’ 浴面に発生したさざ波(さざ波) 3 鋼板 4 点状レーザ光源 5 検出器 6 鉛直方向検出器 7 鋼板及び浴面に対し直角な面 8 図2の視方向を示す矢印 11 入射光 12 反射光 13 溶融金属の波の時間振動(模擬サイン曲線) 15 検出器5からの検出信号 16 検出器6からの検出信号
Claims (5)
- 【請求項1】 溶融金属浴面に鉛直に点状レーザー光を
照射し、鋼板面及び浴面に対して直角な面内の一定角度
方向で受光し、受光角度θと一致する角度を有する該浴
面の周期的振動に起因する反射光の検出時間間隔を求
め、その検出値に基づき浴面さざ波の高さと周期を測定
することを特徴とする溶融金属浴面さざ波検出方法。 - 【請求項2】 前記浴面さざ波の波高を下記式から演算
することを特徴とする請求項1記載の溶融金属浴面さざ
波検出方法。 2w=T/{πsinπ(1/2−t(a=θ)/T)
tan(90°−θ(deg)/2)} ここで、t(a=θ);さざなみ波の山部を基準にした
時間 2w;さざ波の高さ(山部と谷部との差) T;さざ波の周期 a;レーザー光の反射角 - 【請求項3】 前記反射光の検出を、照射光と同軸上で
も行い、測定基準の検出信号を求めることを特徴とする
請求項1又は2記載の溶融金属浴面さざ波検出方法。 - 【請求項4】 溶融金属浴面に鉛直に点状レーザー光を
照射するレーザ光源と、鋼板面及び浴面に対して直角な
面内に配置した反射光の検出器と、検出値に基づき浴面
さざ波の高さと周期を演算する演算装置とを備えたこと
を特徴とする溶融金属浴面さざ波検出装置。 - 【請求項5】 照射光と同軸上にも反射光の検出器を備
えたことを特徴とする請求項4記載の溶融金属浴面さざ
波検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6656597A JPH10260137A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 溶融金属浴面さざ波検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6656597A JPH10260137A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 溶融金属浴面さざ波検出方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10260137A true JPH10260137A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13319609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6656597A Withdrawn JPH10260137A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 溶融金属浴面さざ波検出方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10260137A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001228083A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-08-24 | Nkk Corp | 溶融金属の直接分析方法 |
BE1015581A3 (fr) * | 2003-06-25 | 2005-06-07 | Ct Rech Metallurgiques Asbl | Procede et dispositif pour la determination et la correction en ligne des ondulations a la surface d'une bande d'acier revetue. |
CN109443994A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-03-08 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种控制液态金属非融合行为的系统及方法 |
CN113026000A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-06-25 | 泰杋科技股份有限公司 | 前驱体涂布气体保护激光制备氮化钽膜装置及方法 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP6656597A patent/JPH10260137A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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