KR101253960B1

KR101253960B1 - 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법

Info

Publication number: KR101253960B1
Application number: KR1020100132172A
Authority: KR
Inventors: 김연태
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2013-04-16
Also published as: KR20120070737A

Abstract

본 발명은 상류측 압력 밸브와 하류측 압력밸브을 분리하여 제어함으로써, 에어나이프의 압력 응답 특성이 개선될 수 있도록 하는 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법에 관한 것으로, 상기 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법 변동값을 가지는 제1 압력 설정치에 따라 하류측 밸브의 개도량을 비례 적분 방식으로 제어하는 단계; 및 고정값을 가지는 제2 압력 설정치에 따라 상류측 밸브를 개도시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING AIR KNIFE IN PLATING PROCESS}

본 발명은 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법에 관한 것으로, 에어나이프의 압력 응답 특성을 향상시키기 위한 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강판의 내식성 등을 향상시키고 외관을 미려하게 하기 위하여 강판의 표면에 도금을 실시한다.

최근에는 도금공정이 특수한 목적에 사용되는 자동차 강판 등을 생산하는 공정에서 상당히 중요한 작업공정으로 분류되고 있다.

도금공정의 대표적인 방법으로는 용융 도금액에 저장된 욕조에 강판을 통과시키면서 아연을 강판에 부착시켜 도금을 행하는 도금공정 등이 있다. 이러한 도금 공정은 도1에 도시된 바와 같이 도금 욕조(20)를 통과한 강판(10)의 수직방향으로 설치된 상면 및 후면 에어나이프(30, 40)로부터 나오는 에어의 분사압력을 조정하여 강판(10)에 부착되는 도금량을 제어할 수 있다.

도2는 종래의 기술에 따른 에어나이프 압력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도2를 참조하면, 강판(10)에 부착되는 도금량을 제어하기 위한 상면 및 후면 에어나이프(30, 40)에는 하나의 상류 에어 공급 라인(50)로부터 분기되는 두개의 하류 에어 공급 라인(51, 52)이 연결되고, 각 에어 공급 라인(50, 51, 52)에는 에어 압력을 조절하기 위한 압력밸브(53-1, 53-2, 53-3)와 압력밸브(53-1, 53-2, 53-3)의 압력 조절량을 측정하기 위한 압력계(54-1, 54-2, 54-3)가 위치된다. 그리고 하류측 압력 제어 장치(61)와 상류측 압력 제어 장치(62)는 하나의 압력 설정치를 이용하여 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)의 개도량과 상류측 압력밸브(53-1)의 개도량을 제어한다.

에어나이프의 압력 응답 특성을 좋게 하기 위해서는 상류측 압력 제어 특성과 하류측 압력 제어 특성이 동시에 만족되어야 하는데, 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)와 상류측 압력밸브(53-1)는 기본적으로 서로 상이한 유량 제어 범위를 가진다.

따라서, 종래와 같이 하나의 압력 설정치를 통해 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)와 상류측 압력밸브(53-1)를 한꺼번에 제어함으로써, 상류측 압력 제어 특성과 하류측 압력 제어 특성을 동시에 만족시키란 매우 어렵다.

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상류측 압력 밸브와 하류측 압력밸브을 분리하여 제어함으로써, 에어나이프의 압력 응답 특성이 개선될 수 있도록 하는 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법을 제공하고자 한다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법은, 변동값을 가지는 제1 압력 설정치에 이용하여 하류측 밸브의 개도량을 제어하는 단계; 및 고정값을 가지는 제2 압력 설정치에 따라 상류측 밸브의 개도량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하류측 밸브의 개도량을 제어하는 단계는 상기 제1 압력 설정치에 따라 비례게인 및 적분게인을 조정하는 단계; 상기 제1 압력 설정치와 상기 하류측 압력밸브의 실제 압력값을 비교하여 압력 오차를 계산하는 단계; 및 상기 압력 오차, 상기 비례게인, 및 상기 적분게인을 이용하여 상기 하류측 압력밸브의 개도량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 비례게인은 상기 제1 압력 설정치와 상기 제2 압력 설정치간 차에 비례하여 감소되고, 상기 적분게인은 상기 제1 압력 설정치와 상기 제2 압력 설정치간 차에 비례하여 증가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도금공정에서의 에어나이프 압력 제어 방법에 따르면, 에어나이프의 압력 응답 특성이 향상되어 오버 슈팅없이 에어 나이프의 실제 압력이 압력 설정치에 보다 빨리 도달할 수 있도록 한다. 이에 도금 강판의 실수율이 증대되고, 도금 강판의 제조 비용도 최소화될 수 있게 된다.

도1은 일반적인 아연 도금공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도2는 종래의 기술에 따른 에어나이프 압력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어나이프 압력 제어 장치를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어나이프 압력 제어 장치의 에어나이프 압력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어나이프 압력 제어 장치를 도시한 도면이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어나이프 압력 제어 장치는 서로 상이한 압력 설정치를 입력받은 제1 및 제2 압력제어 장치(71, 72)를 구비하며, 제1 압력제어 장치(71)를 통해서는 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)의 개도량을 조정하도록 하고, 제2 압력제어 장치(72)를 통해서는 상류측 압력밸브(53-1)의 개도량을 조정하도록 한다.

이하, 각 구성 요소의 기능을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.

제1 압력제어 장치(71)는 변동값을 가지는 제1 압력 설정치를 입력받고, 이를이용하여 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)의 개도량을 수시로 가변한다. 더욱 상세하게는, 변동값을 가지는 제1 압력 설정치와 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)의 실제 압력값을 비교하여 압력 오차를 계산한 후, 압력 오차와 비례게인 및 적분게인을 이용하여 상류측 및 하류측의 비례 적분 제어값(Con)을 획득한다. 그리고 비례 적분 제어값(Con)을 이용하여 하류측 압력 제어값(i)을 계산한다(수학식1 참고).

[수학식1]

Con =Kp ⅹ error + 1/ Ti ⅹ∑error

i = 16/Kp ⅹ Con + 4

이때, Con는 비례 적분 제어값, Kp는 비례게인, error는 압력 오차, Ti는 적분게인을 각각 의미한다.

제2 압력제어 장치(72)는 고정값을 가지는 제2 압력 설정치를 입력받고, 이를이용하여 상류측 압력밸브(53-1)의 개도량을 고정시켜 준다. 이때, 제1 압력 설정치가 min_pressure~max_pressure의 압력 설정치 변동 범위를 가지는 경우, 제2 압력 설정치는 제1 압력 설정치의 최대값(max_pressure)의 2배로 고정된 값(2ⅹmax_pressure)을 가지는 것이 바람직하다.

다만, 본 발명에서와 같이 상류측 압력밸브(53-1)의 제2 압력 설정치를 제1 압력 설정치의 최대값의 2배로 고정할 경우, 제1 압력 설정치가 작아질수록 상류측 압력밸브(53-1)과 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)간 압력차가 커지게 되어 고압에서 낮은 압으로 압력이 변화될 때 압력 헌팅이 발생할 가능성이 있다.

이에 본 발명에서는 압력 헌팅 발생 가능성을 없애기 위해, 비례게인와 적분게인을 추가적으로 조정해준다. 즉, 제1 압력 설정치의 값에 비례하여 비례게인을 감소시키고 적분게인은 증가시켜 줌으로써, 상류측 압력밸브(53-1)과 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)간 압력차가 클수록 비례게인을 적게하고 적분시간은 증가되도록 한다. 그러면, 상류측 압력밸브(53-1)과 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)간 압력차가 상쇄되어, 모든 압력 구간에서 안정적인 압력 특성을 얻을 수 있다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어나이프 압력 제어 방법을 도시한 도면이다.

만약, 제1 압력 설정치가 변동되면(S1), 제1 압력제어 장치(71)는 자신의 비례게인 및 적분게인을 제1 압력 설정치에 따라 조정해준다(S2).

그리고, 제1 압력 설정치와 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)의 실제 압력값을 비교하여 압력 오차를 계산한 후, 압력 오차와 비례게인 및 적분게인을 이용하여 하류측 압력밸브(53-2, 53-3)의 개도량을 조절한다(S3).

그러나, 제2 압력제어 장치(72)는 제1 압력 설정치의 변동 여부에 상관없이 제1 압력 설정치의 최대값의 2배로 설정된 제2 압력 설정치(2ⅹmax_pressure)를 이용하여 상류측 압력밸브(53-1)의 개도량을 조절한다(S4).

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10: 강판 20: 도금 욕조
30: 상면 에어나이프 40: 후면 에어나이프
50: 상류 에어 공급 라인 51, 52: 하류 에어 공급 라인
53-1: 상류측 압력밸브 53-2, 53-3: 하류측 압력밸브
54-1: 상류측 압력계 54-2, 54-3: 하류측 압력계
71: 제1 압력제어 장치 72: 제2 압력제어 장치

Claims

변동값을 가지는 제1 압력 설정치에 따라 하류측 밸브의 개도량을 비례 적분 방식으로 제어하는 단계; 및
고정값을 가지는 제2 압력 설정치에 따라 상류측 밸브를 개도시키는 단계를포함하는 도금공정에서의 에어 압력 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 하류측 밸브의 개도량을 제어하는 단계는
상기 제1 압력 설정치에 따라 비례게인 및 적분게인을 조정하는 단계;
상기 제1 압력 설정치와 상기 하류측 압력밸브의 실제 압력값을 비교하여 압력 오차를 계산하는 단계; 및
상기 압력 오차, 상기 비례게인, 및 상기 적분게인을 이용하여 상기 하류측 압력밸브의 개도량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금공정에서의 에어 압력 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 비례게인은 상기 제1 압력 설정치와 상기 제2 압력 설정치간 차에 비례하여 감소되고,
상기 적분게인은 상기 제1 압력 설정치와 상기 제2 압력 설정치간 차에 비례하여 증가되는 것을 특징으로 하는 도금공정에서의 에어 압력 제어 방법.