KR100742834B1 - 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템 - Google Patents

용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어나이프의 바로 후단에 열간 도금량 측정기를 설치하여 에어나이프에 의해서 제어된 실제 도금량을 열간 상태에서 측정하여 피드백 제어를 구현함으로써, 시간 지연이 없는 빠른 도금량 피드백 제어가 가능하게 하고, 이를 통해 코일의 선단부 도금량 편차를 개선할 수 있는 연속 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템에 관한 것으로서, 도금량 예측 모델에 의한 프리세트 제어를 수행하면서, 에어나이프 직후단에 열간 도금량 측정기를 설치하여, 에어나이프를 통과한 직후의 강판의 전후면 도금량을 측정하여 목표 도금량과의 편차를 보상하도록 에어나이프의 압력 및 간격을 피드백 제어하고, 에어나이프에서 소정 간격 떨어져 있으면서 강판의 폭방향에 대한 도금량을 측정하는 냉간 도금량 측정기에서 측정된 강판의 전후면 폭방향 도금량에 대한 목표 도금량과의 편차를 보상하도록 스큐 제어 방식에 따라서 에어나이프의 압력 및 간격을 제어하도록 함으로써, 강판 선단부에서의 도금량 편차를 최소화하고, 패스라인의 속도 및 간격 변화를 상기 열간 도금량 측정기의 도금량 측정값에 근거하여 보상함으로써, 신속한 패스라인의 속도 및 간격 변화를 보상할 수 있는 것이다.
용융 도금, 에어나이프, 도금량, 압력, 간격, 열간 도금량 측정기

Description

용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템{System for controlling a plating amount in hot dipping process}
도 1은 종래의 도금량 제어 시스템의 구성을 나타낸 기능 블럭도이다.
도 2는 종래의 도금량 제어에 따른 경우의 도금량 제어 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3의 (a)~(c)은 연속 용융 도금 공정에서 나타날 수 있는 폭방향 도금량 편차 발생을 나타낸 모식도이다.
도 4는 연속 용융 도금 공정에서의 강판의 패스 라인 이동 상태를 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명이 적용된 연속 용융 도금 공정을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명에 의한 도금량 제어 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 도금량 제어 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8의 (a)는 본 발명에 의한 열간 도금량 측정기와 냉간 도금량 측정기의 도금량 측정 궤적을 나타낸 것이고, (b)는 강판의 반곡 상태를 나타내는 모식도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 강판(steel strip) 2: 에어나이프(Air knife)
3: 열간 도금량 측정기 (HWG) 4: 냉간 도금량 측정기 (CWG)
5: 스테빌라이징 롤(Stabilizing roll) 6 : 도금량 제어 장치
7 : 도금층
본 발명은 연속 용융 도금 공정에서 소정 압력의 공기를 강판의 전 하면에 분사하여 강판에 부착되는 도금량을 조절하는 에어나이프의 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열간 도금량 측정기를 이용하여 에어나이프를 통과한 강판의 도금량을 즉시 측정함으로써, 코일 선단부의 도금량 편차를 개선한 도금량 제어 시스템에 관한 것이다.
연속 용융 도금 공정에서, 강판의 전 표면에 걸쳐 균일한 도금이 이루어지도록 하기 위하여, 종래에는 일정 기간 동안의 에어나이프 간격 및 압력 조작 실적과 그때의 라인 속도 정보를 바탕으로 도금량 예측모델을 만들고, 이 도금량 예측 모델을 바탕으로 용접부가 에어나이프를 통과할 때 특정 라인 속도에 대하여 다음 코일의 목표 도금량에 해당하는 에어나이프의 간격 및 압력이 되도록 조정한다.
그러나 상기와 같이 미리 계산된 예측 모델에만 의존해 다음 목표 도금량에 해당되는 압력 및 간격을 설정하면, 예측모델의 정확도가 떨어지는 경우, 목표 도 금량에 대한 에어나이프의 간격 및 압력 값을 잘못 계산하게 되어 결국 강판의 실제 도금량과 목표도금량이 크게 차이가 날 수가 있다.
이를 해결하기 위해 도금량의 실측값을 이용한 피드백 제어를 통해 목표 도금량에 도달하도록 하고 있다.
도 1은 종래의 도금량 제어 시스템의 한 예를 나타낸 기능 블럭도로서, 종래의 도금량 제어 시스템은, 에어나이프 후단(약, 200m 후단)에 위치하여 냉각된 강판의 도금량을 측정하는 냉간 도금량 측정기(4)와, 상기 냉간 도금량 측정기(4)의 도금량 측정값을 피드백받아 기 설정된 도금량 예측 모델에 따라서 도금량이 조절되도록 에어나이프를 제어하는 도금량 제어 장치(6)로 이루어진다.
상기 도금량 제어 장치(6)는 크게 4 가지의 서브 제어를 수행한다. 즉, 강판의 용접부가 에어나이프(2)를 통과할 때 다음 코일의 목표도금량을 기준으로 에어나이프의 압력과 간격조절량을 계산하여 적용하는 프리세트(preset) 제어와, 전체 라인의 속도변화가 있는 경우에 속도변화에 따라 에어나이프가 조절할 수 있는 도금량이 달라지므로 이를 보상하는 피드포워드(feed forward)제어와, 상기 냉간 도금량 측정기(4)를 통해 측정된 실제 도금량과 목표도금량과 차이가 발생할 경우 보상해주는 피드백제어와, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 에어나이프 노즐과 강판의 전후면 좌우 간격이 달라서 발생하는 폭방향 도금량 편차를 개선하는 스큐(skew) 제어를 동시에 수행한다.
더 구체적으로 설명하면, 강판의 용접부가 에어나이프(2)를 통과할 때, 상기 프리세트 제어기(61)의 출력값에 따라서 프리세트 제어를 적용하여 에어나이프(2) 를 제어하고, 용접부가 냉간 도금량 측정기(4)를 통과한 후에는, 피드백 및 스큐 제어기(64)에 의하여 냉간 도금량 측정기(4)에서 측정된 실제 도금량과 목표 도금량의 편차가 0가 되도록 피드백 및 스큐 제어에 의해 에어나이프(2)가 제어된다. 더하여, 라인속도에 변화가 발생하면 피드포워드 제어기(62)에 의해서 보상량이 발생하여, 에어나이프(2)의 제어에 적용된다.
그런데, 이와 같은 종래의 도금량 제어 방법에 따르면, 도금이 시작된 후 실제 도금량을 측정하여 피드백 제어가 이루어지기까지 상당한 시간 지연이 발생하며, 따라서, 피드백 제어가 이루어지지 않은 선단부, 즉, 용접부가 에어나이프(2)를 통과한 후부터 냉각 도금량 측정기(4)에 도달하기까지 도금된 부분에서는 도 2에 나타난 바와 같이, 목표도금량과 실제 도금량에 차이가 발생하더라도 그 차이를 보상할 방법이 없다.
또한, 상기 피드백 제어가 이루어지지 않는 구간에서 발생한 편차가 계속 유지되기 때문에, 도금이 시작된 후 목표 도금량에 도달하기까지 많은 시간이 걸려, 전체 코일에 대한 도금량 편차도 커지게 된다.
또한, 도금량 예측 모델이 정확하게 예측된 경우라도, 강판의 두께나 강종이 달라질 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 패스 라인이 용융 도금 공정의 중심 라인(center line)으로부터 이동하는 경우가 발생할 수 있으며, 이에 에어나이프(2)와 강판(1) 사이의 간격이 달라져 강판(1)의 전후면 간에 도금량 편차가 발생된다.
이를 보상하기 위한 방법으로서 에어나이프(2)의 직 후단에 간격 측정 장치를 설치하여, 간격 측정값을 통해 패스라인의 이동에 의한 전후면 간격차를 보상하는 방법이 제안되었으나, 이 방법은 강판(1)의 두께 및 강종에 따라서 에어나이프(2)의 전단에 위치한 스테빌라이징 롤(5)에서부터 굽힘 정도가 달라지기 때문에, 에어나이프(2)와 강판(1) 사이의 간격을 직접적으로 측정하지 못하고, 굽힘 정도를 추정하여 간접적으로 측정하였으며, 이에 강판 전후면의 도금량 편차가 완전하게 보상되지 못한다는 문제점이 있다. 또한 간격의 정확한 측정이 가능하더라도 이는 그 순간의 실제 도금량을 측정하는 것이 아니기 때문에, 용접부가 냉간 도금량 측정기(4)를 통과한 후 강판표면에 부착된 도금량을 실측하기 전까지는 피드백 제어에 의한 도금량 편차 보상이 이루어질 수 없다는 문제점이 여전히 존재한다.
이와 반대로 정밀한 측정을 위해서 간격 측정 장치를 에어나이프(2)가 있는 아래쪽으로 근접하게 설치하는 경우에는, 에어나이프(2)로부터 분사되는 공기가 상하부로 나누어져 흩어질 때 위쪽으로 흐르는 공기의 흐름을 방해하여 도금된 강판의 표면에 결함을 유발할 수 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적은 에어나이프의 바로 후단에 열간 도금량 측정기를 설치하여 에어나이프에 의해서 제어된 실제 도금량을 열간 상태에서 측정하여 피드백 제어를 구현함으로써, 시간 지연이 없는 빠른 도금량 피드백 제어가 가능하게 하고, 이를 통해 코일의 선단부 도금량 편차를 개선할 수 있는 연속 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템 을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 강종이나 두께 변화에 따른 스테빌라이징 롤을 통과한 강판의 굽힘량의 변화에 의해 패스 라인의 이동이 발생하더라도 열간 도금량 측정기를 통해 도금량을 직접 측정하여 빠른 피드백 제어로 구현함으로써, 패스 라인의 이동에 대한 보상이 가능하여 강종 및 두께에 관계없이 도금량 자동 제어를 실현할 수 있는 연속 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 구현하기 위한 구성 수단으로서, 본 발명에 의한 연속 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템은, 도금 욕조를 통과한 강판의 전후면에 에어를 분사하여 도금량을 조정하는 에어나이프; 상기 에어나이프의 바로 후단에 설치되어 도금량 조정 직후의 강판에 대한 전후면 도금량을 측정하는 열간 도금량 측정기; 상기 에어나이프 후단의 소정 위치에 설치되어 도금후 온도가 낮아진 강판에 대하여 전후면 도금량 및 폭방향 도금량을 측정하는 냉간 도금량 측정기; 강판의 용접부가 에어나이프를 통과할 때 기설정된 도금량 예측 모델에 따라서 해당 코일의 목표도금량을 기준으로 상기 에어나이프의 압력과 간격조절량을 계산하는 프리세트 제어와, 패스 라인의 속도 및 간격 변화에 따라 에어나이프의 압력 및 간격을 보상하는 피드포워드(feed forward)제어와, 상기 열간 도금량 측정기로부터 측정된 도금량과 목표량과의 편차에 근거하여 에어나이프의 압력 및 간격을 제어하는 피드백 제어와, 상기 냉간 도금량 측정기에서 측정된 실제 도금량과 목표 도금량의 편차에 근거하여 강판의 폭방향 도금량 편차를 감소시키는 스큐 제어에 따라서 상기 에어나이프의 압력 및 간격을 제어하는 도금량 제어 장치를 포함하는 것을 특징을 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 참조한 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 도금량 제어 시스템이 적용된 용융 도금 공정을 나타낸 모식도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 도금량 제어 시스템은, 도금 욕조를 통과한 강판(1)의 전후면에 에어를 분사하여 도금량을 조정하는 에어나이프(2)와, 상기 에어나이프(2) 바로 후단에 설치되어 도금량 조정 직후의 강판(1)에 대한 전후면 도금량을 측정하는 열간 도금량 측정기(3)와, 상기 에어나이프(2) 후단의 소정 위치에 설치되어 도금후 온도가 낮아진 강판(1)에 대한 전후면 도금량을 측정하는 냉간 도금량 측정기(4)와, 강판(1)의 용접부가 에어나이프(2)를 통과할 때 기설정된 도금량 예측 모델에 따라서 해당 코일의 목표도금량을 기준으로 상기 에어나이프(2)의 압력과 간격조절량을 계산하는 프리세트 제어와, 패스 라인의 속도 및 간격 변화에 따라 에어나이프(2)의 압력 및 간격을 보상하는 피드포워드(feed forward)제어와, 상기 열간 도금량 측정기(3)로부터 측정된 도금량과 목표량과의 편차에 근거하여 에어나이프(2)의 압력 및 간격을 제어하는 피드백 제어와, 상기 냉간 도금량 측정기(4)에서 측정된 실제 도금량과 목표 도금량의 편차에 근거하여 강판(1)의 폭방향 도금량 편차를 감소시키는 스큐 제어에 따라서 상기 에어나이프(2)의 압력 및 간격을 제어하는 도금량 제어 장치(6')를 포함한다.
상기 구성된 본 발명의 도금량 제어 시스템은, 에어나이프(2)의 직 후단(약, 1 m 후단)에 열간 도금량 측정기(3)를 설치한 후, 이를 이용하여 실제 도금량을 측정하여 피드백 제어를 수행함으로써, 도 7에 나타낸 바와 같이 시간지연이 없이 더 신속하여 목표 도금량에 도달할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 도금량 편차 제어의 결과가 도 7의 그래프와 같이, 코일의 선단부에서부터 실제 도금량이 목표 도금량에 빠르게 수렴하게 되므로, 제품의 도금량 편차가 크게 개선이 된다. 또한, 예측 모델에 의한 프리세트 제어의 정확도가 떨어지더라도 신속한 피드백 제어가 이루어짐으로써, 즉시 보상이 가능하다.
그리고, 상기 도금량 제어 장치(6')에서 스큐 제어는 종래와 같이 냉간 도금량 측정기(4)의 측정값을 이용하여 수행한다.
상기 냉간 도금량 측정기(4)는 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 열간 도금량 측정기(3)가 일직선의 궤적을 그리면서 도금량을 측정하는데 반하여, 강판(1)의 사선방향으로 궤적을 그리면서 도금량을 측정한다. 상기 냉간 도금량 측정기(4)가 사선방향의 궤적을 그리는 것은 상용의 냉간 도금량 측정기의 폭방향의 도금량 측정 방법이 동시에 전 폭에 대해서 도금량을 측정하는 것이 아니라 측정 센서의 헤드부분이 강판(1)의 폭방향으로 왕복운동을 하면서 일정한 시간 주기로 측정하기 때문에, 강판의 속도와 상기 센서 헤드 부의 폭방향 왕복운동이 결합되어 나타난다.
반대로, 상기 열간 도금량 측정기(3)가 강판의 폭방향 전체에 대해 도금량을 측정하지 않고 일직선의 궤적을 그리면서 도금량을 측정하는 것은, 에어나이프(2)의 후단에서는 도 8의 (b)에 나타낸 것처럼 강판(1)이 C 형태의 반곡이 있는 경우가 많기 때문에, 폭방향으로 이동하면서 도금량을 측정하면, 센서 헤드부와 강판사이의 간격이 달라져 측정 데이터의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있기 때문에다.
따라서 본 발명에서는 상기 일직선의 궤적을 그리면서 도금량을 측정하는 열간 도금량 측정기(3)에서 측정된 실제 도금량을 이용하여 피드백 제어를 수행하고, 상기 사선의 궤적을 그리면서 도금량을 측정하는 냉간 도금량 측정기(4)에서 측정된 실제 도금량을 이용하여 스큐 제어를 수행하도록 함으로써, 빠른 피드백 제어와 함께 폭방향의 도금량 제어가 동시에 이루어질 수 있도록 한다.
도 6은 상술한 바와 같이 동작하는 도금량 제어 장치(6')의 블럭 구성도를 보인 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 도금량 제어 장치(6')는, 목표도금량에 기설정된 도금량 예측 모델을 적용하여 에어나이프(2)의 압력 및 간격을 계산하는 프리세트 제 어기(61)와, 용융 도금 공정의 패스 라인의 이동 속도 변화 및 간격 변화에 의한 도금량 편차를 보상하도록 에어나이프의 압력 및 간격 조절량을 계산하는 피드포워드 제어기(62)와, 목표도금량과 상기 열간 도금량 측정기(3)에서 측정된 실제 도금량과의 편차를 구하는 제1 감산기(66)와, 목표 도금량과 상기 냉간 도금량 측정기(4)에서 측정된 실제 도금량과의 편차를 구하는 제2 감산기(67)와, 상기 제1 감산기(66)에서 구한 목표도금량과 실제 도금량의 편차가 감소되도록 에어나이프(2)의 압력 및 간격에 대한 제어량을 산출하는 피드백 제어기(68)와, 상기 제2 감산기(67)에서 구한 목표도금량과 실제 도금량의 편차를 이용하여 폭방향 도금량이 균일해지도록 에어나이프(2)의 압력 및 간격에 대한 제어량을 산출하는 스큐 제어기(69)와, 상기 프리세트 제어기(61)와 피드포워드 제어기(62)와 피드백 제어기968)와 스큐 제어기(69)에서 각각 산출된 에어나이프의 압력 및 간격 제어량을 합하여 에어나이프(2)로 인가하는 합산기(69)로 이루어진다.
더 구체적으로, 상기 프리세트 제어기(61)는 과거 일정 기간의 조업 실적을 이용하여 만들어진 하기의 수학식 1과 같은 도금량 예측 모델을 이용하여 다음 코일에 대한 에어나이프 압력 및 간격 조절량을 계산한다.
Figure 112005076047744-pat00001
상기 수학식 1의 K, a, b, c 는 회귀식으로 결정되고, W는 도금량이고, V는 강판의 이송속도이고, D는 에어나이프의 노즐과 강판간의 간격이고, P는 에어나이프 노즐의 출구압이다.
즉, 목표 도금량(TW)가 주어지고, 목표 도금량(TW)에서 간격의 이송에 반영할 도금량의 비율을 R이라고 하면, 압력에 반영할 비율은 (1-R)이 되며, 이에 에어나이프의 간격 및 압력 조절량은 하기의 수학식 2와 같이 결정된다.
Figure 112005076047744-pat00002
다음으로, 상기 피드포워드 제어기(62)는 라인 속도 변화에 따른 압력 조절과, 패스 라인의 이동이 발생할 때, 그 이동 간격을 열간 도금량 측정기(3)를 이용하여 측정한 도금량의 변화로부터 유추한 후 그 양만큼 보상한다.
상기 피드포워드 제어기(62)에서의 라인 속도 변화에 의한 압력 조절량은 하기의 수학식 3과 같이 결정된다.
Figure 112005076047744-pat00003
그리고, 패스라인의 이동에 의한 도금량 변화가 일어난 경우, 열간 도금량 측정기(3)로 측정한 도금량을
Figure 112005076047744-pat00004
라 하면, 상기 도금량 변화를 하기의 수학식 4와 같은 에어나이프의 간격 조정을 통해 보상한다.
Figure 112005076047744-pat00005
다음으로, 상기 피드백 제어기(68)는 열간 도금량 측정기(3)로 측정되는 실제 도금량과 목표 도금량을 비교하여 에어나이프(2)의 간격과 압력을 피드백 제어하는 것으로서, 목표 도금량과 전후면 도금량 평균과의 차이 ep는 다음의 수학식 5와 같이 에어나이프의 압력(P)으로 제어한다.
Figure 112005076047744-pat00006
여기서, TW는 목표 도금량이고, WT는 강판 상면(Top)의 실제 도금량이고, WB는 강판 하면(Bottom)의 실제 도금량이고, Gp는 사전에 설정된 압력 게인값이고, PT-new, PB-new 는 각각 강판 전후면 노즐 압력에 대한 피드백제어에 의해 보정된 값을 나타내고, PT-old와 PB-old는 피드백 제어되기 전의 강판 전후면 노즐 압력값을 나타낸다.
그리고 상기 피드백제어기(68)에 있어서, 강판 전후면 간에 나타나는 도금량 평균의 편차는 다음의 수학식 6와 같이 전후면 도금량의 편차를 2로 나누고, 상기 계산된 값에 대응하는 만큼 전후면 노즐 간격을 역방향으로 전후진 시킴으로서 제어한다.
Figure 112005076047744-pat00007
다음으로, 상기 스큐 제어기(69)는 강판의 폭방향 도금량 편차를 줄이기 위한 제어 수단으로서, 폭방향 도금량 편차에 따라서 다음의 수학식 7 및 8과 같이 에어나이프 노즐의 워크사이드(WS)측 간격과 드라이브 사이드(DS)측의 간격을 조절한다.
수학식 7은 강판 상면(TOP)의 폭방향 도금량 편차와 강판의 상면측에 위치한 에어나이프의 노즐의 간격 조절량을 수학식으로 나타낸 것으로서, 수학식 8은 강판 하면(Bottom)의 폭방향 도금량 편차와 강판의 하면측에 위치한 에어나이프 노즐의 간격 조절량을 수학식으로 나타낸 것이다.
Figure 112005076047744-pat00008
Figure 112005076047744-pat00009
상기 수학식 7 및 8에 있어서, W는 실측 도금량, T는 강판의 상면, B는 강판의 하면, ds는 연속 용융공정에 있어서 강판을 기준으로 볼때 일측에 위치한 드라이브 사이드(drive side), ws는 반대측면에 위치한 워크 사이드(work side), D는 에어나이프의 노즐과 강판과의 간격, e는 강판의 폭방향 도금량 편차를 나타낸다.
상기 수학식 7 및 수학식 8에 나타난 바와 같이, 상기 스큐 제어기(69)는 폭방향편차를 2로 나눈후, 상기 2로 나눈 폭방향 편차에 비례하는 양만큼 에어나이프의 양 사이드(즉, 드라이브 사이드와 워크 사이드)의 노즐 간격을 상호 반대방향으로 조정하는 것이다.
이상과 같은 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 열간 도금량 측정기(3)를 이용하여 측정된 실측 도금량을 목표도금량과의 실측 도금량과의 편차를 조절하는 피드백 제어에 이용함으로써, 도 7에 나타낸 바와 같이, 강판 코일의 용접부가 에어나이프(2)를 통과한 후 목표 도금량과 실제 도금량의 차이를 시간 지연없이 바로 피드백 보상할 수 있기 때문에, 코일 선단부, 더 구체적으로 냉간 도금량 측정기(4)가 정상 동작하기 전까지 통과되는 선단부에서의 도금량 편차를 줄일 수 있다.
또한, 강판의 두께나 강종에 따라 패스 라인이 중심라인으로부터 이동함에 의하여 강판의 전후면 도금량 편차가 발생하더라도, 상기 열간 도금량 측정기(3)에 의한 시간 지연없는 도금량 실측을 통해 피드백함으로써, 빠른 보상을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 연속 용융 도금 라인에서 에어나이프 바로 후단에서 열간 도금량 측정기를 통해 도금량을 시간지연없이 실측함으로써, 목표 도 금량과의 편차 및 패스 라인의 이동에 의한 도금량 편차를 시간지연없이 바로 피드백하여 보상할 수 있으므로, 강판의 선단부에서의 도금량 편차 발생을 최소화시켜 전체 품질을 향상시키는 우수한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 도금 욕조를 통과한 강판의 전후면에 에어를 분사하여 도금량을 조정하는 에어나이프;
    상기 에어나이프의 바로 후단에 설치되어 도금량 조정 직후의 강판에 대한 상하면 도금량을 측정하는 열간 도금량 측정기;
    상기 에어나이프 후단에 설치되어 도금후 온도가 낮아진 강판에 대하여 전후면 도금량 및 폭방향 도금량을 측정하는 냉간 도금량 측정기;
    강판의 용접부가 에어나이프를 통과할 때 기설정된 도금량 예측 모델에 따라서 해당 코일의 목표도금량을 기준으로 상기 에어나이프의 압력과 간격조절량을 계산하는 프리세트 제어와, 하기의 수학식 3에 의하여 압력 조절량(Pnew)를 계산하여 패스 라인의 속도 변화를 보상하고, 수학식 4에 의하여 에어나이프 간격 조절량을 계산하여 패스라인 이동에 의한 도금량 변화를 보상하는 피드포워드(feed forward)제어와, 상기 열간 도금량 측정기로부터 측정된 강판 전후면의 도금량 평균과 목표량과의 편차(eP)를 하기 수학식 5에 대입하여 전후면 에어나이프의 압력 조절량(PT-new, PB-new)을 제어하고, 상기 열간 도금량 측정기로부터 측정된 강판 전후면간의 도금량 편차(eD)를 하기 수학식 6에 대입하여 강판 전후면의 에어나이프 간격을 제어하는 피드백 제어와, 상기 냉간 도금량 측정기에서 측정된 실제 도금량과 목표 도금량의 편차에 근거하여 강판의 폭방향 도금량 편차를 감소시키는 스큐 제어에 따라서 상기 에어나이프의 압력 및 간격을 제어하는 도금량 제어 장치를 포함하는 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템.
    [수학식 3]
    Figure 112007010814892-pat00026
    (여기서, Pnew는 에어나이프의 압력 조절량이고, TW는 목표 도금량이고, V는 강판의 이송 속도, D는 에어나이프의 간격이며, K,a,b,c는 도금량 예측 모델에 의해서 결정된 변수이다.)
    [수학식 4]
    Figure 112007010814892-pat00027
    (여기서, Dnew는 에어나이프의 간격 조절량이고,
    Figure 112007010814892-pat00028
    는 열간 도금량 측정기로 측정된 도금량이고, V는 강판의 이송 속도이고, P는 에어나이프의 압력이며, K,a,b,c는 도금량 예측 모델에 의해서 결정된 변수이다.)
    [수학식 5]
    Figure 112007010814892-pat00029
    (여기서, 실제 도금량이고, Gp는 사전에 설정된 압력 게인값이고, PT-new, PB-new 는 각각 강판 전후면 노즐 압력 조절량이고, PT-old와 PB-old는 피드백 제어되기 전의 강판 전후면 노즐 압력값이다)
    [수학식 6]
    Figure 112007010814892-pat00030
    (여기서, DT-new, DB-new는 강판 전후면에 대한 에어나이프 간격의 조절량을, DT-old, DB-old는 이전의 강판 전후면 에어나이프 간격을 나타낸다)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열간 도금량 측정기의 측정 궤적은 강판의 이동방향을 따라서 일직선의 궤적을 그리는 것을 특징으로 하는 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉간 도금량 측정기는 강판의 한 사이드에서 다른 사이드로 이어지는 사선형태의 측정 궤적을 그리면서 강판의 폭방향 도금량을 측정하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도금량 제어 장치는
    목표도금량에 기설정된 도금량 예측 모델을 적용하여 에어나이프의 압력 및 간격을 계산하는 프리세트 제어기;
    용융 도금 공정의 패스 라인의 이동 속도 변화 및 간격 변화에 의한 도금량 편차를 보상하도록 에어나이프의 압력 및 간격 조절량을 계산하는 피드포워드 제어기;
    목표도금량과 상기 열간 도금량 측정기에서 측정된 실제 도금량과의 편차를 구하는 제1 감산기;
    목표 도금량과 상기 냉간 도금량 측정기에서 측정된 실제 도금량과의 편차를 구하는 제2 감산기;
    상기 제1 감산기에서 구한 목표도금량과 실제 도금량의 편차가 감소되도록 에어나이프의 압력 및 간격에 대한 제어량을 산출하는 피드백 제어기;
    상기 제2 감산기에서 구한 목표도금량과 실제 도금량의 편차를 이용하여 폭방향 도금량이 균일해지도록 에어나이프의 압력 및 간격에 대한 제어량을 산출하는 스큐 제어기;
    상기 프리세트 제어기와 피드포워드 제어기와 피드백 제어기와 스큐 제어기에서 각각 산출된 에어나이프의 압력 및 간격 제어량을 합하여 에어나이프로 인가하는 합산기로 구성되는 것을 특징으로 하는 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프리세트 제어기는
    Figure 112005076047744-pat00010
    (여기서, Dnew, Pnew는 각각 프리세트 제어기에서 계산된 에어나이프의 간격과 압력이고, TW는 목표도금량이고, R은 목표도금량에서 에어나이프의 간격으로 구현할 비율을 나타내고, 1-R은 목표도금량중 에어나이프의 압력을 통해 구현할 비율을 나타내고, V는 강판의 이송속도이고, P는 에어나이프의 노즐 출구 압력이고, D는 에어나이프와 강판의 간격이고, K,a,b,c는 도금량 예측 모델에 의해서 구해지는 변수이다)
    에 의하여 목표도금량을 구현하기 위한 에어나이프의 간격 및 압력을 계산하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 스큐 제어기는 하기 식에 의하여,
    Figure 112007010814892-pat00016
    ,
    Figure 112007010814892-pat00017
    (여기서, W는 실측 도금량, D는 에어나이프의 노즐과 강판의 간격, Gp는 사전에 설정된 게인, T는 강판의 상면, B는 강판의 하면, ds는 연속 용융공정에 있어서 강판을 기준으로 볼때 일측에 위치한 드라이브 사이드(drive side), ws는 반대측면에 위치한 워크 사이드(work side), e는 강판의 폭방향 도금량 편차이다)
    강판의 전후면 각각에 대한 폭방향 도금량 편차를 에어나이프의 간격 조절을 통해 보상하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815814B1 (ko) 2006-12-22 2008-03-20 주식회사 포스코 연속도금공정에서의 도금 부착량 제어 방법 및 장치
KR101517772B1 (ko) 2013-08-23 2015-05-06 주식회사 포스코 용융 도금 공정에서의 라인 속도 변화에 따른 도금량 제어 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101359079B1 (ko) * 2011-11-30 2014-02-06 주식회사 포스코 가스 와이핑 장치
KR102178674B1 (ko) 2018-11-27 2020-11-13 주식회사 포스코 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템
CN116121683B (zh) * 2023-01-10 2023-09-19 广东宝冠板材科技有限公司 一种固液分界线自动调控式镀铝锌板材生产线

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192349A (ja) * 1987-09-30 1989-04-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融金属メッキ付着量制御装置
JPH03173757A (ja) * 1989-11-30 1991-07-29 Kawasaki Steel Corp めっき付着量制御方法
KR19980052530A (ko) * 1996-12-24 1998-09-25 김종진 도금부착량 제어장치 및 그 제어방법
KR20030052336A (ko) * 2001-12-21 2003-06-27 주식회사 포스코 강판 용융도금공정에서의 적응형 도금량 제어장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192349A (ja) * 1987-09-30 1989-04-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融金属メッキ付着量制御装置
JPH03173757A (ja) * 1989-11-30 1991-07-29 Kawasaki Steel Corp めっき付着量制御方法
KR19980052530A (ko) * 1996-12-24 1998-09-25 김종진 도금부착량 제어장치 및 그 제어방법
KR20030052336A (ko) * 2001-12-21 2003-06-27 주식회사 포스코 강판 용융도금공정에서의 적응형 도금량 제어장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815814B1 (ko) 2006-12-22 2008-03-20 주식회사 포스코 연속도금공정에서의 도금 부착량 제어 방법 및 장치
KR101517772B1 (ko) 2013-08-23 2015-05-06 주식회사 포스코 용융 도금 공정에서의 라인 속도 변화에 따른 도금량 제어 방법

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