JPS62270770A - 真空蒸着装置における帯鋼冷却装置のオンライン学習制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は、連続式真空Ｍ管装置における主としてガスジ
ェット式帯鋼冷却装置のオンライン学習制御方法に関す
る。

〈従来の技術〉 帯鋼等へ連続的に金属メッキ（例えば亜鉛）を施す手段
として真空前＠装置が提案されている。

すなわち、帯鋼を、通常、水素ガスを用いた還元性雰囲
気中で焼鈍すると同時にメッキ可能な活性面に処理した
後、この帯鋼はこの活性面を保持したまま真空蓋＠空へ
通板され、ここで溶融し蒸発した金属（亜鉛等）にてメ
ッキされるものでおる。

この場合、焼鈍され焼鈍炉を出た帯鋼は高温（例えば４
５０℃）であるため、メッキをするには真空蒸着に適し
た温度（亜鉛では約２５０℃）に冷却保持する必要があ
る。この適温にする冷却装置として、各種形状のものが
提案されているが、−例としてＮ２ガス等の不活性ガス
を帯鋼表面へ噴射させて冷却するガスジェット式冷却装
置がある。

第２図はこのガスジェット式冷却装置の温度制御系の概
略構成を示す。第２図においては、１は帯鋼、２は焼鈍
炉、３は冷却装置、３ａは冷却装置のプレナムチャンバ
、３ｂは冷却装置のガスジェットノズル、３Ｃはブロワ
等の冷却ガス供給装置、４はＮ２ガス等の不活性ガス置
換至、５はＭ着至、６は気密状のダクト、７，８は真空
シール装置、９．１０．１６は冷却装置３の出入口や蒸
着至５の入口に備えた帯鋼の板温検出器、１１はプレナ
ムチャンバ３ａ内の圧力検出器、１２は冷却装置３の出
口での帯鋼の温度を調節する温度指示調節器、１３はプ
レナムチャンバ３ａ内の圧力の圧力指示調節器、１４は
演算機、１５は例えば板幅、板厚、ライン速度等の帯ｍ
製造指令データ、ａ。

ｂはそれぞれ帯鋼１の人出方向である。

ここで、真空Ｍ着装置における蒸着条件の中でメッキ成
品品質（蒸着皮膜性能）に最も大きな影響を及ぼすもの
は、メッキする基板すなわち帯鋼のＭＷＷＳ２入口での
温度Ｔｖである。したがってこの温度Ｔｖが所定の設定
値Ｔｖｏ（例えば亜鉛の場合Ｔｖｏ＝　２５０℃）にな
るように冷却装置３の出口側での板ＩＴｏｏを設定し、
この設定温になるような高精度な温度管理が必要になる
。

ところが、前述の蒸着装置では、通常冷却装置３の出口
と蒸＠至５の入口との間の通路６，７の全長がかなり長
くなり、例えば約４０ｍにもなる。

したがって、この通路６，７の帯ｆ！Ａ１の予測温度降
下量△ｔを考慮して冷却装置出口の板温の設定ｆ［Ｔｏ
−Ｔｖ＋△ｔを帯ｍ製造指令データ１５にもとづいて演
算器１４で求め、温度指示調節器１２へ入力し、この調
節器１２による圧力設定信号を圧力指示調節器１３へ入
力することによりプロ９３Ｃを制御してプレナムチャン
バ３ａ内のガス圧力（すなわちガス量）を制御する。こ
うして、通路６，７での予測温度降下量をみこした冷却
制御が可能となる。

ざらに、冷却装置３の出口側の板温検出器９及びプレナ
ムチャンバ３ａ内の圧力検出器１１の検出信号を加味す
れば、細かい制御を行なうことができ、高精度な板温Ｔ
ｏ　、すなわち、蒸着空入口温度ＴＶの制御ができる。

ここて、帯！ｊｌ！１の板厚を０１ライン速度をＬ８、
冷却装置３の入口側の板温度をＴ＋、帯鋼１の熱伝達係
数（Ｋｃａｌ／尻Ｈｒ’Ｃ）をαとすると、冷却装置３
の出口の板ＩＴｏに相当するプレナムチャンバ３ａ内の
設定ガス圧力Ｐは、帯鋼の静的モデル実験から近似的に
求めた下記理論式から求められる。

Ｐ＝ｆ（α）　　　　　　　　　　　・・・（１）α＝
ｆ　（Ｔｏ　、Ｔｔ　）ＸＤＸＬｓ　　−・・（２）〈
発明が解決しようとする問題点〉 ところが、通常蒸着によるメッキの対象である帯鋼の熱
伝達係数αは、その製造工程の特殊性から同一鋼種であ
っても、必ずしも一定ではなく、コイル毎にばらつきが
生ずる。したがって、上式（２）から求めた理論伝達係
数αを使用してプレナムチャンバ３ａのガス圧力Ｐｏ　
＠ｍ定した場合、しばしば冷却装置３の出口の板温Ｔｏ
が所定の設定値Ｔｏｏに対し許容範囲外の値となり、蒸
着メッキ成品の品質（皮膜性能）が低下するという問題
がありた。

そこで、本発明は、上述の問題を解決するものであって
、実機における運転データに基づいて帯鋼の理論熱伝達
係数をコイルごとに自動的に修正して、各種コイルの仕
様に対しより正確に合致せしめることによって、プレナ
ムチャンバの圧力設定値の精度向上を図り、冷却装置出
口の板温を所定の設定値に対しより高精度に制御可能と
した帯鋼冷却装置のオンライン学習制御方法の提供を目
的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明は、連続式真空蒸看至の所
定入口温度を得るべくプレナムチャンバの冷却ガスジェ
ット圧力を制御することにより帯鋼の出口温度を制御す
る冷却装置において、制御系の安定を判定し、安定状態
であれば所要の実績データを収集し、上記プレナムチャ
ンバの上記圧力の設定計算式から逆算して求めた実績の
熱伝達係数αｘと上記プレナムチャンバの圧力設定計算
式で使用した理論熱伝達係数αとの比α／αｘを帯鋼の
仕様に対応して層別したデータテーブルに統計処理後、
これを演算機に格納し、これらの比α／αｘを用いて上
記プレナムチャンバの圧力設定計算式をオンラインで修
正することにより次回の帯鋼に対するプレナムチャンバ
圧力の設定を行なうことを特徴とする。

〈実施例〉 ここで、第１図を参照して本発明によるオンライン学習
制御方法の一例を述べる。第１図は冷却装置の温度制御
系の概略構成を示し、第２図と同一部分には同符号を付
す。第１図にて、帯鋼１、焼鈍炉２、冷却装＠３、プレ
ナムチャンバ３ａ。

ガスジェットノズル３ｂ、プロ９３Ｃ１不活性ガス置換
至４、蒸着至５、ダクト６、真空シール装置７，８、板
温検出器９．１０，１６、圧力検出器１１、温度指示調
節器１２、圧力指示調節器１３、演算器１４、板幅、板
厚、ライン速度等の帯鋼製造指令データ１５は、第２図
と同じである。

第１図では更に、焼鈍炉２と冷却装置３との間にコイル
接合部検出器１８が備えられ、この検出信号が演算器１
４に入力されるようになっている。

しかも、演算器１４には、例えばコイルの鋼種、板幅、
板厚等ごとに層別分類したテーブルデータ１７が入力さ
れる。

次に、第１図を参照して本実施例方法を述べる。

まず、第１図に示す冷却装＠３における制御系が安定状
態にある場合、すなわち板温等変化しない場合、冷却装
置３の入口温度Ｔ＋、出口温度Ｔｏ、ライン速度Ｌｓ、
及びプレナムチャンバ圧力Ｐを収集し、コイル板厚りを
使用して前掲の（２）式を用いてｆ　（Ｔｏ　Ｔ＋　）
ＸＤＸＬｓにて逆算して。

実績の熱伝達係数αｘを求める。一方、プレナムチャン
バ圧力Ｐの設定時に使用した理論熱伝達係数αとこのα
ｘとの比、すなわち、学習熱伝達係α つぎに、この学習係数Ｃａｘを統計手法を使用して整理
し、コイルの鋼種や板幅、板厚などごとに層別分類した
データテーブルを作成し、この学習係数Ｃａｘのテーブ
ルデータ１７を演算器１４に入力しておく。この場合、
テーブルデータ１７は、常時作業員によって、より新し
く精度の高い実績データにて修正されるが、修正に当っ
ては制御系の信頼性を考慮して、通常今回の学習係数Ｃ
ａｎと前回の学理係数Ｃｍ−１との加重平均値を採用す
ることが望ましい。

こうして、運転中に製造指令データ１５により鋼種、板
幅、板厚、ライン速度、蒸着」等にもとづいて、コイル
の仕様が変更した事を確認すると、演算器１４を介して
変更後のコイルに対応する学習係数Ｃａｘを設定し、下
記式（３）にて理論熱伝達係数αを修正し、より高精度
なプレナムチャンバの圧力設定値を演算設定できる。

この後は従来の同一手順により冷却装置出口の板温Ｔｏ
を制御する。

なお、運転中のコイル仕様の確認は、冷ｍ装置の上流側
の適宜位置にて設置されたコイル接合部検出器１８によ
り先後のコイルの溶接接合部を検出し、その検出信号を
演算器１４に入力することにより容易に実施できる。

〈発明の効果〉 以上実施例にて説明したように本発明によれば、制御系
が安定した状態で収集した各種コイルの実　′測データ
を使用してプレナムチャンバ圧力の設定計算式から逆算
で求めた実績の熱伝達係数αｘと理論熱伝達係数αとの
比、すなわち学習熱伝達係数Ｃａｘ　＝α／αｘ＠層別
したテーブルに統計処理後演算器に格納させ、この学習
係数Ｃａｘを用いてオンラインで次回のコイルに対する
プレナムチャンバ圧力の設定計算に使用する制御式を修
正することにより、圧力設定値の精度を従来の制御方法
に比べて著しく向上させることが可能となり、冷却装置
出口側の帯鋼の板温を任意の設定温度に高精度に制御で
きる。その結果、蒸着至入口の板温が高精度に制御され
、メッキ成品の品質向上による歩留向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明に供する制御系の概略
構成図、第２図は従来の制御系の概略構成図である。 図中、 １は帯鋼、 ３は冷却装置、 ３ａはプレナムチャンバ、 １４は演算器、 １７はテーブルデータ、 １８はコイル接合部検出器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続式真空蒸着室の所定入口温度を得るべくプレナムチ
   ャンバの冷却ガスジェット圧力を制御することにより帯
   鋼の出口温度を制御する冷却装置において、制御系の安
   定を判定し、安定状態であれば所要の実績データを収集
   し、上記プレナムチャンバの上記圧力の設定計算式から
   逆算して求めた実績の熱伝達係数α＿ｘと上記プレナム
   チャンバの圧力設定計算式で使用した理論熱伝達係数α
   との比α／α＿ｘを帯鋼の仕様に対応して層別したデー
   タテーブルに統計処理後、これを演算機に格納し、これ
   らの比α／α＿ｘを用いて上記プレナムチャンバの圧力
   設定計算式をオンラインで修正することにより次回の帯
   鋼に対するプレナムチャンバ圧力の設定を行なうことを
   特徴とする帯鋼冷却装置のオンライン学習制御方法。