KR101138136B1 - 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치 및 방법에 관한 것으로 카메라로 용융 아연이 도금된 직 후의 도금 강판을 촬영하고, 촬영된 영상에서 스팽글 형성을 확인하여 스팽글 형성 확인 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 장치 및 방법인 것이다.
본 발명은 영상을 분석하여 스팽글의 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 정확히 분사하여 스팽글을 미세화하고, 고르고 넓게 분포 시키는 효과가 있다.
따라서 본 발명은 용융 아연 도금 강판의 광택 품질을 획기적으로 향상시키며 용융 아연 도금 강판의 품질을 균일하게 유지하고, 불량률을 줄이는 효과가 있는 것이다.
Description
본 발명은 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치 및 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 영상을 분석하여 스팽글의 형성 위치를 판정하고, 스팽글이 형성된 위치에 스팽글 미세화 물질을 분사하도록 한 용융 아연 도금 강판의 스팽글 미세화 장치 및 방법인 것이다.
일반적으로 용융 아연 도금강판은 내식성이 탁월하여 가전제품의 내장재와 외장재에 사용되고, 건축물의 내장재와 외장재 및 전기/전자제품의 부품용으로 사용된다.
아연은 희생방식에 의해 철보다 먼저 부식되면 표면에 아연산화물이 얇게 생성되는데 이것이 아연을 더이상 부식되지 않게 하여 모재인 철의 부식을 억제하는 효과가 있다.
용융 아연 도금 강판의 제조 방법은 금속 아연을 세라믹 포트(pot)에서 녹여서 용융 액체 상태로 하고 포트의 한쪽에서 얇은 강판을 침적시키고 연속하여 포트 의 다른 쪽으로 빼내어 강판 표면에 용융상태의 아연이 묻히게 하는 방법을 많이 사용하고 있다.
용융 아연 도금 강판 제조 장치는 도 1에서 도시한 바와 같이 용융 아연 도금되는 강판이 두루마리 형태로 감긴 코일이 장착되는 풀림 틀(1)과; 상기 풀림 틀의 코일에서 풀린 강판의 선단부가 통과되는 입측 저장틀(2)과, 상기 입측 저장틀(2)을 통과한 강판의 표면 찌꺼기를 세척하는 세정 설비(3)와; 상기 세정 설비를 거친 강판 재질을 연화하는 열처리 설비(4)와; 용융도금 포트가 설치되어 상기 열처리 설비(4)를 통과한 강판의 표면에 용융상태의 아연을 묻히는 도금 설비(5)와; 상기 도금 설비(5)를 거치면서 강판 표면에 과도하게 묻어있는 용융 아연 도금을 깍아내는 에어 나이프 설비(6)와; 상기 에어 나이프 설비(6)를 통과하고, 강판 표면에 미세화 물질을 분사하여 용융아연이 응고될 때 표면에 생기는 꽃무늬의 스팽글 크기를 미세화하는 미세화 물질 분사 설비(7)와; 상기 강판을 냉각하는 냉각 설비(8)와; 냉각된 강판의 기계적성질을 개선하기 위해 강판을 수 % 연신되도록 하는 조질 압연 설비(9)와; 연신된 강판 표면에 방청유 또는 특수한 기능을 수행하는 물질을 적용하는 후처리설비(10)와; 후처리설비(10)를 통과한 강판이 통과되는 출측 저장틀(11), 출측 저장틀(11)을 통과한 강판을 감아 코일 형태로 보관하는 감김틀(12)을 포함한다.
용융 아연 도금 강판은 강판이 상기한 풀림틀(1)에서 풀리면서 입측 저장틀(2), 세정 설비(3), 열처리 설비(4), 도금 설비(5), 에어 나이프 설비(6), 미세화 물질 분사 설비(7), 냉각 설비(8), 조질 압연 설비(9), 후처리설비(10), 출측 저장틀(11)을 통과하여 감김틀(12)에 감기면서 제조가 완료되는 것이다.
상기한 강판은 용융 아연에 침적된 후 대기중에서 서서히 냉각되는 중 표면에 아연의 결정이 수지상으로 발달하여 스팽글이라는 꽃모양의 아연 결정이 형성된다.
상기 스팽글은 용융 아연 도금 강판의 표면의 도장 시 외관미를 저하시키는 원인이 되어 강판의 용융 아연 도금 과정에서 완전히 제거하는 것이 바람직하나, 완전히 제거되는 경우 오히려 광택이 저하되기 때문에 강판의 표면에 미세화되어 고르게 분포되는 것이 가장 바람직한 것이다.
상기한 스팽글 미세화 분포 방법은 상기 미세화 물질 분사 설비(7)에서 스팽글 미세화 물질을 분사하는 것이 일반적이다.
상기한 바와 같이 용융 아연에 침적, 도금된 강판의 표면에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 미세화방법은 모두 강판 표면의 용융 금속 물질이 응고되기 이전에 미세화 물질을 표면에 분사하는 방법을 사용한다.
상기 스팽글 미세화 방법은 용융 금속 물질이 응고하기 직전에 미세화 물질을 분사함으로써 미세화 물질이 용융 금속의 핵생성 사이트로 작용하여 핵의 성장을 억제하여 스팽글 크기를 미세화하는 것이 가장 중요하다.
즉, 아연의 녹는점이 419.6℃ 이므로, 419.6℃ 보다 높은 온도에서 미세화 물질을 분사하면 표면의 용융금속 표면에 곰보자국 모양의 불량이 발생하고, 만일 419.6℃ 보다 낮은 온도에서 미세화 물질을 분사하면 이미 용융 금속이 응고를 시작하여 핵성장이 촉진되어 스팽글 미세화 효과가 없다.
따라서, 강판 표면에서 용융 아연의 온도가 419.6℃ 인 것을 측정하여 미세화 물질을 분사하는 것이 매우 중요한 기술인데 용융 상태의 아연의 온도를 측정하는 정확한 방법이 곤란하다.
통상 온도를 측정하는 방법은 온도 측정기의 접촉방식과 비접촉방식이 있다.
상기 스팽글 미세화 작업을 위해 용융 상태의 아연 온도를 접촉 방식으로 측정할 경우 연속 용융 아연 도금 과정에서 약 200 mpm (meter per minute)의 속도로 연속 이동하는 강판 표면에 온도 센서를 접촉시켜 측정하기 어려운 문제점이 있으며, 온도 센서를 접촉시킬 경우 미응고된 용융 아연에 접촉 자국이 남게되어 용융 아연 도금 작업 시 표면 불량이 많이 발생하는 문제점이 있는 것이다.
그리고, 비접촉방식의 온도계로 강판 표면의 미응고된 아연의 온도를 측정하는 방법이 제안된 바 있다.
그러나 상기한 비접촉식 방시의 온도계는 비접촉방식 온도측정 원리가 수 마이크로부터 수 십 마이크로 파장의 적외선을 이용하는 바 적외선의 복사율에 따라서 지시하는 온도 측정값이 달라지는데 미응고 상태의 아연 표면의 복사율은 0.1 보다 작고 표면이 거울과 같이 반사율이 높아서 주변의 조명이나 물체가 측정되는 용융 아연 표면에 비추어져 비접촉방식의 적외선 온도계에 대한 복사율 값이 시시때때로 변화하게 되어 지시하는 온도 측정값이 실제 아연도금의 온도를 측정하기가 곤란한 문제점이 있었던 것이다.
따라서, 비접촉방식의 온도계로 스팽글 미세화 물질의 분사 지점을 판단하는 것은 강판 표면에서 용융 아연의 온도가 419.6℃일 때 정확하게 스팽글 미세화 물 질을 분사하는 것이 어려워 스팽글의 미세화 작업에 불량이 많이 발생하는 폐단이 있어 사실 상 현장에서 사용되지 않는 기술인 것이다.
본 발명은 카메라로 찍은 영상을 이미지 분석을 통해 스팽글 미세화 물질을 용융 아연의 최적 온도에 정확하게 분사시켜 스팽글의 미세화 정도를 증대시키고, 미세화 작업의 불량을 방지하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 용융 아연이 도금된 도금 강판에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 분사 노즐을 구비한 분사 기기와;
상기 분사 기기의 분사 노즐을 분사 지점으로 이동시키는 이동 기기와;
용융 아연이 도금된 도금 강판의 표면을 촬영하는 카메라와;
상기 카메라에서 촬영된 영상을 분석하여 도금 강판에 스팽글이 형성되는 지점을 확인하고 분사 기기를 이동 기기로 이동시켜 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하게 하는 제어 기기를 포함한 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.
상기 카메라는 1,000~ 5,000fps(frame per second)의 촬영 속도를 가지는 것이다.
상기 카메라는 상기 분사 노즐과 연결되어 일체화되고, 상기 이동 기기는 일체화된 상기 카메라와 분사 노즐을 함께 이동시키는 것이다.
상기 카메라는 상기 분사 기기의 분사 노즐의 상부 측에 배치되고,
상기 분사 기기는 스팽글 미세화 물질을 스팽글이 형성된 위치보다 300 ~ 1,000mm 이전부터 분사하는 것이다.
상기 제어 기기는 상기 카메라에서 촬영된 영상에서 불필요한 영상 및 신호를 제거하는 필터링부와;
상기 필터링부로 필터링된 영상에서 스팽글의 이미지를 찾아내서 확인하는 이미지 프로세싱부와;
상기 분사 기기와 카메라, 이동 기기에 연결되어 각각의 작동을 제어하는 작동 제어부를 포함한 것이다.
상기 카메라를 승하강시키는 카메라 승하강 기기를 더 포함한 것이다.
또한 본 발명은 용융 아연이 도금된 도금 강판을 카메라로 촬영하는 촬영 단계와;
상기 촬영 단계에서 촬영된 영상을 분석하여 도금 강판에 스팽글이 형성되는 지점을 확인하는 영상 분석 단계와;
확인된 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 분사 단계를 포함한 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법을 제공함으로써 해결되는 것이다.
상기 촬영 단계는 1,000~ 5,000fps(frame per second)의 촬영 속도로 촬영하는 것이다.
상기 영상 분석 단계는 상기 카메라로 촬영된 다수의 영상 중 불필요한 영상을 제거하는 영상 필터링 과정과;
상기 영상 필터링 과정를 통해 선택된 영상에서 스팽글이 도금 강판의 표면에 형성되는 것을 확인하는 스팽글 확인 과정을 포함한 것이다.
상기 영상 분석 단계에서 스팽글 형성이 확인되지 않는 경우 카메라를 이동시키고 촬영 단계로 시행하는 카메라 이동 단계를 더 포함하며, 상기 카메라 이동 단계는 카메라와 분사 노즐을 함께 이동시키는 것이다.
상기 분사 단계는 상기 영상 분석 단계에서 확인된 스팽글 형성 위치보다 300 ~ 1,000mm 이전부터 스팽글 미세화 물질을 분사하는 것이다.
본 발명은 영상을 분석하여 스팽글의 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 정확히 분사하여 스팽글을 미세화하고, 고르고 넓게 분포 시키는 효과가 있다.
따라서 본 발명은 용융 아연 도금 강판의 광택 품질을 획기적으로 향상시키며 용융 아연 도금 강판의 품질을 균일하게 유지하고, 불량률을 줄이는 효과가 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치의 개략도로서, 에어 나이프 설비 다음에 본 발명이 배치되어 도금 강판의 표면에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 예를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치의 일 실시 예를 도시한 정면도로서, 이동 기기가 카메라와 분사 기기의 노즐을 함께 이동시켜 도금 강판 표면에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 예를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치 방법의 순서를 도시한 블록도로서, 촬영 단계, 영상 분석 단계, 분사 단계가 순차적으로 이루어지는 예를 나타내고 있다.
도 5는 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법에 따른 순서도로써, 스팽글 미세화 방법에 따른 흐름을 더 상세히 나타내고 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 카메라로 촬영한 사진으로 도 6a는 도금 강판의 표면에 스팽클이 형성되기 전 사진이고, 도 6b는 도금 강판의 표면에 스팽클의 형성이 시작되는 사진이고, 도 6c는 도금 강판의 표면에 스팽글이 완전히 형성된 상태의 사진인 것이다.
이하, 도 2에서 도시한 바와 같이 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치는 용융 아연 도금 강판의 연속 제조 라인에서 내부에 용융 아연이 채워지고 강판이 침적 통과하는 세리믹 포트를 포함한 도금 설비(5)와, 상기 도금 설비(5)를 통과한 강판의 표면에 공기를 불어 용융 아연의 표면 도금량을 조절하는 에어 나이프 설비(6)의 후측에 설치된다.
본 발명의 분사 기기(20)는 상기 에어 나이프 설비(6)의 후측에 배치되어 용융 아연이 도금된 상태의 도금 강판(60)의 표면에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 것이다.
상기 분사 기기(20)는 스팽글 미세화 물질을 분사하는 복수의 분사 노즐(21) 및 상기 분사 노즐(21)로 스팽글 미세화 물질을 공급하는 공급부를 포함한다.
상기 복수의 분사 노즐(21)은 강판의 폭방향으로 이격되게 배치되어 후술될 카메라(40)로 촬영한 영상에서 스팽글 형성이 확인되는 지점에 근접한 것이 자동으로 스팽글 미세화 물질을 분사하도록 후술될 제어 기기(50)로 제어되는 것이다.
상기 스팽글 미세화 물질은 초산 나트륨 수용액, 염화나트륨 수용액, 인산 나트륨계 수용액, 인산 암모늄계 수용액 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며 냉각 능력이 우수하고, 분사 안정성, 강판의 후처리성과 도장성에 미치는 영향을 고려할 때 바람직하게는 인산 암모늄계 수용액을 사용한다.
상기 인산 암모늄계는 인산이수소암모늄(NH4H2PO4), 인산수소이암모늄((NH4 )2 HPO4 ), 인산삼암모늄((NH4 )3 PO4 )등이 있다.
상기 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)은 이동 기기(30)에 의해 분사 지점으로 이동되며, 분사 지점은 상기 도금 강판(60)의 표면을 촬영한 카메라(40)의 영상에 의해 판단한다.
상기 이동 기기(30)는 상기 분사 노즐(21)을 상기 도금 강판(60)의 이동 방향과 대응되게 왕복 이동시키는 것이다.
상기 이동 기기(30)는 후술될 제어 기기(50)에 의해 작동이 제어되며 카메라(40)의 영상으로 판단된 스팽글 형성 위치에 상기 분사 노즐(21)을 이동시켜 위치시키는 것이다.
상기 카메라(40)는 도금 강판(60)의 표면을 촬영하여 영상 신호를 후술될 제어 기기(50)로 전송하는 것으로 촬영속도가 500fps(frame per second) 이상인 고속 촬영 카메라를 사용하며, 바람직한 쵤영속도는 1,000~ 5,000fps(frame per second)이다.
하기의 실시 예 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 카메라(40)의 초당 촬용 속도가 1,000장 보다 작으면 도금된 용융 아연이 응고되어 스팽글이 형성되더라도 강판의 이동 속도로 인해 영상이 스팽글을 구분할 수 없도록 흐릿하게 촬영되어 스팽글의 형상 여부를 판정할 수가 없다.
또, 상기 카메라(40)의 초당 촬영 속도가 5,000장보다 많은 경우에 강판의 이동 속도에 관계 없이 스팽글을 구분할 수 있는 뚜렷하고 선명한 영상을 촬영할 수 있으나, 후술될 제어 기기(50)에서 많은 양의 데이터를 처리해야 하므로 처리 속도가 늦어지고, 분사 지점에 분사되는 시간이 늦어져 스팽글 미세화 효율이 저하되고, 불량률이 증가되는 단점이 있는 것이다.
[실시 예 1]
실험번호 | 라인속도(mpm) | 촬영속도(fps) | 스팽글 판정 가부 | 데이터 처리 상태 |
1 | 200 | 900 | 판정 불가 | 우수 |
2 | 200 | 1,000 | 판정 가능 | 우수 |
3 | 200 | 3,000 | 판정 가능 | 우수 |
4 | 200 | 5,000 | 판정 가능 | 우수 |
5 | 200 | 5,900 | 판정 가능 | 불량 |
6 | 150 | 6,500 | 판정 가능 | 불량 |
상기 카메라(40)의 영상은 제어 기기(50)로 전달되며, 상기 제어 기기(50)는 상기 카메라(40)에서 촬영된 영상에서 불필요한 영상 및 신호를 제거하는 필터링부(51)와;
상기 필터링부(51)로 필터링된 영상에서 스팽글의 이미지를 찾아내서 확인하는 이미지 프로세싱부(52)와;
상기 분사 기기(20)와 카메라(40), 이동 기기(30)에 연결되어 각각의 작동을 제어하는 작동 제어부(53)를 포함한다.
상기 이미지 프로세싱부(52)는 필터링된 영상에서 스팽글이 형성되기 시작하는 이지지를 찾아 내서 스팽글이 형성되는 스팽글 형성 지점을 확인하고, 상기 작동 제어부(53)는 상기 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)을 상기 스팽글 형성 지점으로 이동시켜 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하게 하는 것이다.
본 발명은 스팽글이 형성되는 지점을 영상으로 확인하면서 스팽글 미세화 물질을 분사하는 것이다.
상기 스팽글 미세화 작업은 도금 강판(60)의 표면에서 용융 아연의 온도가 419.6℃일 때 도금 강판(60)에 형성된 스팽글에 스팽글 미세화 물질을 분사해야 최적의 미세화 효과를 얻을 수 있다.
그리고 도금 강판(60)의 용융 아연은 419.6℃에서 응고가 시작되며, 응고가 시작되면서 스팽글이 형성되는 것이다.
즉, 본 발명은 스팽글이 형성되는 스팽글 형성 지점의 온도가 419.6℃이므로, 상기 이미지 프로세싱부(52)가 상기 카메라(40)로 촬영한 영상으로 스팽글의 형성된 지점을 확인함으로써 미세화 분사 물질의 정확한 분사 지점 및 분사 시점을 파악하는 것이다.
본 발명은 상기 카메라(40)를 이동시키는 별도의 카메라 이동 기기(미도시)를 더 포함하여 카메라(40)를 강판의 이동 속도보다 빠른 속도로 이동시키면서 강판의 표면을 촬영하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 카메라(40)를 도 3에서 도시한 바와 같이 상기 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)과 일체시켜 상기 이동 기기(30)에 의해 같이 이동되도록 하는 것이 더 바람직하다.
상기 카메라(40)와 상기 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)이 별도로 이동되는 경우 카메라(40)로 스팽글 형성 확인 후 분사 노즐(21)을 스팽글 형성 지점에 이동 기기(30)로 이동시키는 시간 차이로 스팽글이 형성되는 정확한 시점에 스팽글 미세화 물질의 분사가 어려운 단점이 있는 것이다.
상기 이동 기기(30)는 상기 도금 강판(60)의 양 측에서 도금 강판(60)의 이동 방향과 대응되게 배치되는 이동 가이드 레일부재(31)와;
상기 도금 강판(60)의 폭 방향을 가로 질러 상기 이동 가이드 레일부재(31)에 장착되어 상기 이동 가이드 레일부재(31)를 따라 이동하며 상기 분사 기기(20)의 복수의 분사 노즐(21) 및 카메라(40)가 장착된 이동 프레임부재(32)를 포함한다.
상기 이동 프레임부재(32)는 도시하지는 않았지만 모터의 회전력을 전달받아 순환 궤도 이동하는 체인 또는 벨트에 연결되어 일정 구간 내에서 왕복 이동되게 구비될 수도 있으며, 레크 기어와 피니언 기어를 이용하여 모터의 회전력을 직선 왕복 이동으로 변환하는 구조로 왕복 이동되게 구비될 수 있으며, 이외에도 공지의 다양한 이동 구조로 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 작동 제어부(53)는 상기 이동 기기(30)로 상기 카메라(40)와 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)을 함께 이동시키면서 상기 카메라(40)로 도금 강판(60)의 표면을 촬영하고, 촬영된 영상에서 스팽글이 형성된 것이 확인되면 스팽글 형성 지점에 분사 노즐(21)을 통해 스팽글 미세화 물질을 분사하게 하는 것이다.
그리고 상기 작동 제어부(53)는 복수의 분사 노즐(21) 중 스팽글 형성 지점에 대응되는 위치에 배치된 분사 노즐(21)을 선택하여 스팽글 미세화 물질을 분사시키는 것이다.
또, 상기 작동 제어부(53)는 상기 카메라(40)로 촬영된 영상에서 스팽글이 형성된 지점이 확인되지 않으면 상기 이동 기기(30)로 상기 카메라(40)와 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)을 이동시켜 도금 강판(60)의 표면을 촬영하고, 다시 촬영된 영상에서 스팽글 형성 지점을 확인하는 과정을 반복하게 하는 것이다.
상기 카메라(40)는 상기 분사 기기(20)의 분사 노즐(21)의 상부 측에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 분사 기기(20)는 상기 카메라(40)의 영상을 통해 스팽글이 형성되는 위치가 확인되면 스팽글 미세화 물질을 스팽글이 형성된 위치보다 300 ~ 1,000mm 이전부터 분사하는 것이 바람직하다.
이는 스팽글 미세화 물질은 스팽글이 표면에 형성되기 직전에 스팽글 미세화 물질을 분사해야 스팽글 미세화 효과가 가장 크기 때문이다.
또 본 발명은 상기 카메라(40)를 승하강 시키는 카메라 승하강 기기(41)를 더 포함하여 상기 카메라(40)의 촬영 위치를 조정하고, 카메라(40)의 영상 확인 위치와 분사 기기(20)의 분사 노즐(21) 사이의 간격을 조절함으로써 스팽글이 형성된 위치보다 이전에 스팽글 미세화 물질이 분사되는 위치를 조절할 수 있는 것이다.
상기 승하강 기기(41)는 유압 실린더를 사용하는 것을 일 예로 하며, 이외에도 상기 카메라(40)를 승, 하강 이동시키는 구조의 다양한 변형 예로 실시 가능함을 밝혀둔다.
또한 상기 분사 기기(40)의 분사 구간은 2,000 ~ 4,000mm이며, 이는 도금 강판(60)의 두께, 라인 속도, 아연 도금 두께에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법은 용융 아연이 도금된 도금 강판(60)을 카메라(40)로 촬영하는 촬영 단계(100)와;
상기 촬영 단계(100)에서 촬영된 영상을 분석하여 도금 강판(60)에 스팽글이 형성되는 지점을 확인하는 영상 분석 단계(200)와;
확인된 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 분사 단계(300)를 포함한다.
본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제 어 방법에 의한 스팽글 미세화 공정은 용융 아연 도금 강판(60)의 연속 도금 제조 공정 중 도금 공정 즉, 강판이 세라믹 포트 내에 채워진 용융 아연을 침적 통과하는 침적 과정, 침적 통과되어 표면에 용융 아연이 도금된 강판이 이동 중 에어 나이프 설비(6)에서 분사되는 에어에 의해 아연 도금량을 조절하는 도금량 조절 과정의 다음에 냉각 공정 바로 전 공정인 것이다.
상기 촬영 단계(100)는 표면에 도금된 도금량이 조절되고 다음 공정 즉, 냉각 공정으로 이동 중인 도금 강판(60)의 표면을 고속으로 촬영하는 것이며, 바람직하게 1,000~ 5,000fps(frame per second)의 촬영 속도로 촬영하는 것이다.
상기의 실시 예 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 카메라(40)의 초당 촬용 속도가 1,000장 보다 작으면 도금된 용융 아연이 응고되어 스팽글이 형성되더라도 강판의 이동 속도로 인해 영상이 스팽글을 구분할 수 없도록 흐릿하게 촬영되어 스팽글의 형상 여부를 판정할 수가 없다.
또, 상기 카메라(40)의 초당 촬영 속도가 5,000장보다 많은 경우에 강판의 이동 속도에 관계 없이 스팽글을 구분할 수 있는 뚜렷하고 선명한 영상을 촬영할 수 있으나, 후술될 제어 기기(50)에서 많은 양의 데이터를 처리해야 하므로 처리 속도가 늦어지고, 분사 지점에 분사되는 시간이 늦어져 스팽글 미세화 효율이 저하되고, 불량률이 증가되는 단점이 있는 것이다.
상기 영상 분석 단계(200)는 상기 카메라(40)로 촬영된 다수의 영상 중 불필요한 영상을 제거하는 영상 필터링 과정(210)과;
상기 영상 필터링 과정(210)를 통해 선택된 영상에서 스팽글이 도금 강 판(60)의 표면에 형성되는 것을 확인하는 스팽글 확인 과정(220)을 포함한다.
상기 스팽글 확인 과정(220)은 0.5 ~ 5mm 크기의 삼각형 또는 오각형으로 형성된 다각형의 스팽글 형상을 확인하는 것이다.
또 상기 분사 단계(300)는 상기 영상 분석 단계(200)에서 스팽글이 형성된 것이 확인되면 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 것이다.
이때 상기 분사 단계(300)는 스팽글 미세화 물질을 상기 영상 분석 단계(200)에서 확인된 스팽글이 형성된 위치보다 300 ~ 1,000mm 이전부터 분사하는 것이 바람직하다.
상기 분사 단계(300)의 분사 구간은 2,000 ~ 4,000mm이며, 이는 도금 강판(60)의 두께, 라인 속도, 아연 도금 두께에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있는 것이다.
이는 스팽글 미세화 물질은 스팽글이 표면에 형성되기 직전에 스팽글 미세화 물질을 분사해야 스팽글 미세화 효과가 가장 크기 때문이다.
본 발명은 상기 영상 분석 단계(200)에서 스팽글 형성이 확인되지 않는 경우 카메라(40)를 이동시키고 촬영 단계(100)로 시행하는 카메라 이동 단계(400)를 더 포함한다.
상기 카메라 이동 단계(400)는 0.5 ~ 5mm의 다각형상의 스팽글 형상이 확인되지 않으면 카메라(40)를 상부로 50mm 이동하여 다시 촬영하고 스팽글 형성을 확인하게 되는 것이다.
즉, 본 발명은 상기 카메라(40)로 도금 강판(60)을 촬영하고, 촬영된 영상에서 스팽글의 형성이 확인(도 6b)되면 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 정확히 분사하는 것이다.
또 카메라(40)로 촬영한 영상에서 스팽글 형성이 확인되지 않는 경우 즉, 0.5 ~ 5mm의 다각형상의 스팽글 형상이 확인되지 않으면 (도 6a) 카메라(40)가 이동되어 도금 강판(60)의 다른 표면 부분을 촬영하여 스팽글이 형성되는 것을 반복하게 되므로 도금 강판(60)의 표면에 스팽글 형성 지점을 빠르게 확인하여 스팽글 미세화 물질을 스팽글 형성 지점으로 정확히 분사하는 것이다.
상기한 바와 같이 도면 강판의 표면에 스팽글 미세화 물질이 분사되면 도 6c에서 보이는 것과 같이 스팽글이 도금 강판(60)의 표면에 미세하고 고르게 분포되는 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 스팽글 미세화 물질을 분사하는 최적의 시점 및 지점을 카메라(40)로 찍은 영상을 분석하여 판단하므로 판단의 오류가 발생하지 않는 것이다.
그리고 카메라(40)와 분사 노즐(21)이 일체로 이동하여 스팽글 형성 지점의 확인과 동시에 스팽글 형성 지점으로 스팽글 미세화 물질을 분사하므로 스팽글 미세화 효과를 더 극대화할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
도 1은 일반적인 용융 아연 도금 강판의 연속 제조 라인을 도시한 개략도
도 2는 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치의 개략도
도 3은 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치의 일 실시 예를 도시한 정면도
도 4는 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치 방법의 순서를 도시한 블록도
도 5는 본 발명인 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법에 따른 순서도
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 카메라로 촬영한 사진
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
20 : 분사 기기 21 : 분사 노즐
30 : 이동 기기 40 : 카메라
50 : 제어 기기 60 : 필터링부
52 : 이미지 프로세싱부 53 : 작동 제어부
Claims (11)
- 삭제
- 용융 아연이 도금된 도금 강판에 스팽글 미세화 물질을 분사하는 분사 노즐을 구비한 분사 기기와;상기 분사 기기의 분사 노즐을 분사 지점으로 이동시키는 이동 기기와;용융 아연이 도금된 도금 강판의 표면을 촬영하는 카메라와;상기 카메라에서 촬영된 영상을 분석하여 도금 강판에 스팽글이 형성되는 지점을 확인하고 분사 기기를 이동 기기로 이동시켜 스팽글 형성 지점에 스팽글 미세화 물질을 분사하게 하는 제어 기기를 포함하며,상기 카메라는 1,000~ 5,000fps(frame per second)의 촬영 속도를 가지는 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 카메라는 상기 분사 노즐과 연결되어 일체화되고, 상기 이동 기기는 일체화된 상기 카메라와 분사 노즐을 함께 이동시키는 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치.
- 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,상기 카메라는 상기 분사 기기의 분사 노즐의 상부 측에 배치되고,상기 분사 기기는 스팽글 미세화 물질을 스팽글이 형성된 위치보다 300 ~ 1,000mm 이전부터 분사하는 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 제어 기기는 상기 카메라에서 촬영된 영상에서 불필요한 영상 및 신호를 제거하는 필터링부와;상기 필터링부로 필터링된 영상에서 스팽글의 이미지를 찾아내서 확인하는 이미지 프로세싱부와;상기 분사 기기와 카메라, 이동 기기에 연결되어 각각의 작동을 제어하는 작동 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 카메라를 승하강시키는 카메라 승하강 기기를 더 포함한 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 장치.
- 삭제
- 용융 아연이 도금된 도금 강판을 카메라로 촬영하는 촬영 단계와;상기 촬영 단계에서 촬영된 영상을 분석하여 도금 강판에 스팽글이 형성되는 지점을 확인하는 영상 분석 단계와;확인된 스팽글 형성 지점에 분사 노즐로 스팽글 미세화 물질을 분사하는 분사 단계를 포함하며,상기 촬영 단계는 1,000~ 5,000fps(frame per second)의 촬영 속도로 촬영하는 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 영상 분석 단계는 상기 카메라로 촬영된 다수의 영상 중 불필요한 영상을 제거하는 영상 필터링 과정과;상기 영상 필터링 과정를 통해 선택된 영상에서 스팽글이 도금 강판의 표면에 형성되는 것을 확인하는 스팽글 확인 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 영상 분석 단계에서 스팽글 형성이 확인되지 않는 경우 카메라를 이동시키고 촬영 단계로 시행하는 카메라 이동 단계를 더 포함하며, 상기 카메라 이동 단계는 카메라와 분사 노즐을 함께 이동시키는 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법.
- 청구항 8항에 있어서,상기 분사 단계는 상기 영상 분석 단계에서 확인된 스팽글 형성 위치보다 300 ~ 1,000mm 이전부터 스팽글 미세화 물질을 분사하는 것을 특징으로 하는 분사 위치 제어가 용이한 연속 용융 아연 도금 강판의 스팽글 제어 방법.
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