KR20050014836A - 용융금속 도금강판의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 강판을 용융금속 도금욕 안에 연속적으로 침입시켜서 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 공정과, 강판을 용융금속 도금욕 안에 설치된 방향전환장치에 의해 방향전환시킨 후 용융금속욕 밖으로 인출하는 공정과, 강판에 부착된 용융금속의 부착량을 기체 와이핑 장치에 의해 조정하는 공정과, 강판의 휨을 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치되어, 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시키는 전자석을 사용하여 자력에 의해 비접촉으로 교정하는 공정을 갖고, 또한, 전자석의 전류값이 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 설정되는 용융금속 도금강판의 제조방법을 제공한다. 이 방법에 의해, 강판의 전체 길이에 걸쳐서 휨의 발생이 억제되어 도금 부착량이 균일하고, 더욱이 표면성상이 우수한 용융금속 도금강판을 제조할 수가 있다.

Description

용융금속 도금강판의 제조방법 및 제조장치{Molten Metal Plated Steel Sheet Production Method and Apparatus}

용융 아연 도금을 비롯한 용융금속의 도금방법은, 오래전부터 실용화되어 있다. 특히, 용융아연 도금강판은, 자동차, 가전, 건축자재용의 방청강판으로서 그 수요가 증가하고 있어, 도금 부착량의 균일화나 표면결함의 억제 등 한층 더 고품질화가 요구되고 있다.

현재, 연속한 강판에 용융금속을 도금하는 방법, 예컨대, 용융아연 도금강판의 제조방법으로서는, 도 1에 그 일례를 도시한 바와 같은 장치를 사용한 기체 와이핑법(Gas-Wiping Method)이 일반적으로 채용되어 있다. 이 방법에서는, 용융금속의 도금욕(淘金浴, 2) 안에 연속적으로 침입시킨 강판(s)을 도금욕으로부터 연직방향(鉛直方向)으로 끌어올리고, 강판(s)의 양면에 대향하여 설치된 기체 와이핑 장치(4)로부터 분사되는 고압가스에 의해 강판(s)에 부착된 여분의 용융금속을 제거하여, 소망하는 도금 부착량을 조정한다.

도 1에 도시된 바와 같은 장치를 사용하면, 도금욕으로부터 끌어올려진 강판이 진동하거나, 강판의 폭방향으로 휨이 발생한다. 또한, 강판의 평탄도(平坦度) 불량이 발생할 경우도 있다. 이러한 경우, 기체 와이핑 장치와 강판과의 간격이 변화하게 되고, 강판의 길이방향 또는 폭방향의 도금 부착량이 불균일하게 된다. 그 때문에, 도금욕 안에 한쌍의 지지롤(Support Roll)을, 더욱이 기체 와이핑 장치의 윗쪽에도 같은 한쌍의 지지롤을 설치하여 강판을 구속함으로써, 강판의 진동을 방지하고, 휨의 교정을 하는 것이 일반적으로 행하여지고 있다. 그러나, 이러한 지지롤에 의한 방법에서는, 진동방지나 형상 교정의 효과가 충분하지 않을 경우가 있다.

이 대책으로서, 전자석을 사용하고, 자력에 의해 강판의 진동을 억제하는 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 특개2001-38412호 공보에서는, 주행하는 강판의 제진(制振)을 행하기 위하여, 강판에 자력을 작용시키는 전자석 쌍과 위치센서를 설치하고, 측정된 거리에 근거하여 전자석 쌍의 구동전류를 제어함과 함께, 판두께, 속도, 이음매 위치, 판폭, 장력 등의 강판에 관한 정보에 근거하여 전류제어에 있어서의 제어 게인(Gain)을 결정하는 제진장치가 기재되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전자석을 사용한 제진장치나 제진방법에서는, 이하와 같은 문제점이 있다.

우선, 전자석을 사용한 방법에서는, 강판과 전자석의 접촉이나 흡착을 방지하기 위하여, 강판위치(전자석과의 거리)를 측정하기 위한 위치센서가 필요하게 된다. 따라서, 비용이 들 뿐만아니라, 장치가 대형화하여 기체 와이핑 장치의 가스류를 교란시키기 때문에 기체 와이핑 장치의 근방에 전자석을 설치하는 것이 곤란하게 된다.

또한, 종래의 전자석을 사용한 방법에서는, 위치센서로부터의 위치정보를 기초로 피드백(Feedback) 제어하고 있고, 강판에 진동이나 휨이 발생한 후, 그것을 위치센서로 인식하여, 전자석의 전류값이 변경된다. 그러나, 선행(先行)의 강판과 후행(後行)의 강판의 이음매에서는 휨의 상태가 급격하게 변화될 경우가 있고, 피드백 제어로는 대응할 수 없고, 후행의 강판 선단부 등에서의 휨을 교정할 수 없다.

더욱이, 상기한 바와 같이 부분적으로 휨을 교정할 수 없을 경우가 있으므로, 기체 와이핑 장치와 강판과의 간격은, 휨이 발생하여도 접촉의 위험이 적도록 넓게 설정하지 않을 수 없다. 그러나, 기체 와이핑 장치와 강판과의 간격이 넓으면, 그 만큼 높은 가스압 및 높은 가스유량에서 기체 와이핑을 하지 않으면 안되고, 소망하는 도금 부착량으로 조정하는 것이 어렵게 된다. 또한, 기체 와이핑 장치 근방의 가스류가 원인으로 되어 생기는 용융금속의 스플래시(Splash)가 강판에 부착되는 결함(스플래시 결함)도 발생하기 쉽게 된다.

이상과 같이, 종래의 전자석을 사용한 방법에서는, 고비용일 뿐만아니라, 휨의 교정효과도 충분하지 않고, 또한, 고품질의 도금강판을 제조할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은, 용융금속 도금강판의 제조방법, 특히, 전자석을 이용하여 비접촉으로 강판의 형상 교정을 행하는 방법, 및 그 제조장치에 관한 것이다.

도 1은, 종래의 용융아연 도금강판의 제조장치의 일례를 나타내는 도면이다.

도 2는, 강판의 휨 교정에 있어서의 강판의 변위량과 강판에 작용하는 힘의개념도이다.

도 3은, 강판의 변위량과 강판에 작용하는 함과의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4는, 본 발명인 용융금속 도금강판의 제조장치의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5는, 본 발명인 강판의 폭방향에 있어서의 전자석의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6은, 본 발명에 의한 프리셋 제어 플로우(Control Flow)의 일례를 나타내는 도면이다.

도 7은, 본 발명인 용융금속 도금강판의 제조장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 8은, 본 발명에 의한 피드백 제어 플로우의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는, 본 발명과 종래 기술과의 형상 제어성을 비교한 도면이다.

본 발명의 목적은, 강판의 전체 길이에 걸쳐서 휨의 발생이 억제되고, 도금 부착량이 균일하고, 또한 표면성상(表面性狀)이 우수한 용융금속 도금강판을 제조하는 방법, 및 그 제조장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적은, 강판을 용융금속 도금욕 안에 연속적으로 침입시켜, 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 공정과, 강판을 용융금속 도금욕 안에 설치된 방향전환장치에 의해 방향전환시킨 후, 용융금속욕 밖으로 인출하는 공정과, 강판에 부착된 용융금속의 부착량을 기체 와이핑 장치에 의해 조정하는 공정과, 강판의 휨을, 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치되고, 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시키는 전자석을 사용하여 자력에 의해 비접촉으로 교정하는 공정을 갖고, 더욱이, 전자석의 전류값이 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 설정되는 용융금속 도금강판의 제조방법에 의해 달성된다.

상기 방법은, 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 용융금속 도금욕조(淘金浴槽)와, 용융금속 도금욕조 안에 설치되어, 강판을 방향전환시키는 방향전환장치와, 용융금속 도금욕조의 도금욕면의 윗쪽에 설치되어, 강판에 부착된 용융금속 도금량을 조정하는 기체 와이핑 장치와, 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치되어, 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시켜서 강판의 휨을 비접촉으로 교정하는 전자석과, 전자석의 전류값을 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 설정하는 전류값 프리셋(Preset) 제어장치를 구비한 용융금속 도금강판의 제조장치에 의해 실현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전자석을 사용하여 강판의 진동이나 휨을 억제하는 종래 의 방법에 있어서는, 전자석의 전류제어를 행하기 위하여, 소위 피드백 제어가 필수로 고려되고 있다. 이는, 전자석의 자력은 강판과의 거리의 2승에 반비례하기 때문에, 강판이 자력에 의해 전자석으로 가까이 끌어 당겨지면 자력이 강해지게 되고, 강판이 더 가까이 끌어 당겨져서 전자석에 접촉하거나 흡착하거나 하여, 설비상의 트러블(Trouble)을 유발하는 것을 방지하기 위해서이다. 전자석에 의한 강판의 흡인은, 이와같이「불안정계(不安定系)」이고, 위치센서에 의한 피드백 제어가 필수적인 것으로 고려되고 있다.

이에 대하여, 본 발명자 등이, 전자석에 의한 강판의 흡인력과 휘어진 강판에 작용하는 힘과의 관계를 상세하게 조사한 결과, 이하의 것이 분명하게 되었다.

1)접촉하는 롤 등에 의해 길이방향으로 구부려진 강판은, 그 롤 출구측에 있어서 폭방향으로 휘어진다. 예컨대, 도 1에 도시한 바와 같은 종래의 용융아연 도금강판의 제조장치에서는, 강판(s)은 도금욕(2) 안의 씽크롤(Sink Roll, 3)이나 지지롤(Support Roll, 7)에 의해 길이방향으로 구부려져서 폭방향으로 휘어진다. 그리고, 이 휨의 크기는, 롤에 의한 굽힘 반경, 롤에의 감김각도, 롤과의 마찰력, 장력, 판두께, 판폭, 강종(鋼種) 등에 의해 다르다. 또한, 휨을 교정하기 위하여 필요한 힘은, 이러한 각종 요소에 의존한다.

2)이와같은 강판의 휨을 전자석에 의해 교정할 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 도면중의 점선으로 표시한 폭방향으로 휘어진 강판(s)에 대하여, 강판(s)의 폭방향 단부부근에 대향하여 설치한 전자석(5)에 있는 일정한 전류를 흘려서 자력을 작용시키면, 강판(s)에는 전자석(5)에 근접하는 방향의 힘, 즉, 흡인력이 작용한다. 그리고, 강판(s)의 폭방향 단부는 거리 X만큼 변위 하여, 강판(s)는 도면중의 실선으로 표시한 상태로 된다. 이 때, 강판(s)에는, 원래의 상태(점선의 상태)로 복원하려는 힘, 즉 복원력이 작용한다. 따라서, 강판(s)은, 이 흡인력과 복원력이 균형잡힌 상태로 정착되게 된다.

도 3에, 실제 라인(Line)을 모의한 테스트(Test) 장치에 의해 채취한 데이터를 근거로 하여 얻은 강판의 변위량과 강판에 작용하는 힘과의 관계를 나타내고 있다. 도 3의 횡축의 강판변위량은, 도 2의 변위량x에 상당한다.

이와같이, 전자석(5)에 의한 흡인력은 강판(s)과 전자석(5)과의 거리의 2승에 반비례하고, 강판(s)의 복원력은 변위량x에 비례한다. 이제, 전자석(5)에 흐르는 전류값을 적절에 선택하면, 전자석(5)의 흡인력을 나타내는 곡선과 강판(s)의 복원력을 나타내는 직선은, 도 3에 도시한 바와 같이 2점에서 교차한다. 이 2점은, 합력(合力)의 방향으로부터 고려하면, 한쪽이 안정 중립점이며, 또 한쪽이 불안정 중립점이 된다. 불안정 중립점보다 강판(s)이 전자석(5)에 근접하게 되면, 항상 흡인력이 복원력보다 강하게 작용하기 때문에, 강판(s)은 전자석(5)에 흡착되어 버린다. 그러나, 불안정 중립점보다 강판(s)이 전자석(5)으로부터 먼 위치에 있으면, 강판(s)은 반드시 안정 중립점으로 복원하게 된다. 이것으로부터, 전자석(5)에 적절한 전류를 흘려서 적절한 흡인력을 발생시키는 것에 의해, 강판(s)의 휨이 안정한 상태로 정착함을 알 수 있다. 또한, 이 안정 중립점은, 흡인력과 복원력과의 힘이 균형잡히는 포인트(Point)이며, 반드시 강판(s)의 휨이 교정되어, 강판(s)이 평탄화되는 포인트라고는 할 수 없다. 그러나, 전자석(5)의 전류값을 최적화함으로써, 안정 중립점에 있어서 강판(s)을 평탄화할 수가 있다.

이와같이, 복원력과 흡인력과의 사이에는 안정 중립점이 존재하고, 전자석(5)의 자력에 의한 형상교정을「불안정계」가 아니라, 「안정계」로 할 수가 있지만, 이는, 전자석(5)의 전류제어에는 위치센서에 의한 피드백 제어는 반드시 필요한 것이 아니라, 적절한 전류값을 미리 설정하는 프리셋 제어가 가능하다는 것을의미하고 있다.

이상의 발견으로부터, 강판을 용융금속 도금욕 안에 연속적으로 침입시켜, 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 공정과, 강판을 용융금속 도금욕 안에 설치된 방향전환장치에 의해 방향전환시킨 후, 용융금속욕밖으로 인출하는 공정과, 강판에 부착된 용융금속의 부착량을 기체 와이핑 장치에 의해 조정하는 공정과, 강판의 휨을, 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치하고, 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시키는 전자석을 사용하여 자력에 의해 비접촉으로 교정하는 공정을 갖고, 또한, 전자석의 전류값이 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 설정되도록 한 방법에 의해, 강판의 전체 길이에 걸쳐서 휨의 발생이 억제되어 도금 부착량이 균일하고, 더욱이 표면성상이 우수한 용융금속 도금강판을 제조할 수 있게 된다.

선행의 강판과 후행의 강판의 이음매가 전자석의 설치위치를 통과하는 경우는, 전자석의 전류값을 후행의 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 변경하면 좋다.

기체 와이핑 장치의 하류측에, 강판의 형상측정장치 및/또는 강판에 부착된 도금 부착량의 측정장치를 설치하고, 이러한 장치에 의해 계측된 정보에 근거하여 전자석의 전류값을 수정하면, 보다 효과적으로 강판의 전체 길이에 걸쳐서 휨의 발생을 억제할 수 있고, 도금 부착량을 균일화시킬 수 있다.

용융금속 도금욕 안에서 강판을 지지하는 장치를 강판의 방향전환장치만으로 하고, 지지롤 등을 제거하면, 도금욕 안의 드로스(Dross)에 기인하는 강판의 흠이나 결함을 저감할 수 있다.

이러한 용융금속 도금강판의 제조방법은, 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 용융금속 도금욕조와, 용융금속 도금욕조 안에 설치되어, 강판을 방향전환시키는 방향전환장치와, 용융금속 도금욕조의 도금욕면의 윗쪽에 설치되어, 강판에 부착된 용융금속 도금량을 조정하는 기체 와이핑 장치와, 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치되어, 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시켜서 강판의 휨을 비접촉으로 교정하는 전자석과, 전자석의 전류값을 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값에 설정하는 전류값 프리셋 제어장치를 구비한 장치에 의해 실현시킬 수 있다. 또한, 기체 와이핑 장치의 하류측에, 강판의 형상측정장치 및/또는 강판에 부착된 도금 부착량의 측정장치를 설치하면, 휨의 발생을 억제할 수 있고, 도금 부착량의 균일화에 의해 효과적이다.

실시형태1

도 4에, 본 발명인 용융금속 도금강판의 제조장치의 일례를 나타낸다.

이 용융금속 도금강판의 제조장치는, 강판(s)를 끌어들여서 용융금속을 부착시키는 용융금속 도금욕(2)을 유지하는 용융금속 도금조(1)와, 도금욕(2)으로부터 끌어올려진 강판(s)에 부착된 용융금속 도금량을 조정하는 기체 와이핑 장치(4)와, 전자석(5)과, 욕(浴)밖의 지지롤(6)로부터 구성되고, 더욱이, 전자석(5)의 제어장치로서 전류제어장치(8), 프리셋 제어용 계산기(9), 라인제어장치(10)을 구비하고 있다.

용융금속 도금조(1)에는, 도금욕(2) 안에서 강판(s)을 방향전환시키는 방향전환장치로서, 씽크롤(3)이 구비되어 있다. 또한, 방향전환된 강판(s)을 도금욕(2) 안에서 지지하는 지지롤(7)이 설치되어 있어도 좋다. 다만, 이 지지롤(7)은, 강판(s)의 진동억제나 휨교정에는 효과가 있지만, 도금욕 안의 드로스를 끌어넣어서 강판(s)에 드로스 결함을 생기게 할 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 전자석(5)에 의해 충분히 진동억제나 휨교정을 할 수 있으므로, 이 지지롤(7)은 반드시 필요하지 않고, 강판(s)의 표면결함방지의 관점으로부터는 오히려 설치하지 않는 쪽이 바람직하다.

기체 와이핑 장치(4) 및 전자석(5)은, 도금욕(2)의 욕면과 욕밖의 지지롤(6)과의 사이에 설치된다. 전자석(5)은, 기체 와이핑 장치(4)의 윗쪽 및/또는 아래쪽으로 설치되지만, 기체 와이핑 장치(4)의 아래쪽에서는 아연이 비산하여 퇴적하기 때문에, 기체 와이핑 장치(4)보다 윗쪽에 설치되는 것이 바람직하다.

기체 와이핑 장치(4)의 기체분출구(와이핑 노즐)의 선단과 강판(s)과의 간격은, 종래, 15㎜정도로 설정되어 있었다. 이는, 이 정도의 간격을 비워 두지 않으면, 선행의 강판과 후행의 강판의 이음매에 있어서 강판의 휨의 상태가 급격하게 변화될 경우에, 와이핑 노즐과 강판이 접촉할 우려가 있기 때문이다. 그러나, 본 발명에서는, 강판의 전체 길이에 걸쳐서 휨교정을 할 수 있기 때문에, 와이핑 노즐 선단과 강판(s)과의 간격을 종래의 15㎜보다도 작게 하는 것이 가능하다.

전자석(5)은, 강판표면과 교차하는 방향으로 자력을 발생시키도록, 강판면에 대향하여 설치된다. 이 전자석(5)은, 강판(s)의 진동을 억제함과 함께, 씽크롤(3)이나 욕안의 지지롤(7)로부터 받는 굽힘복원 변형에 의해 생기는 강판(s)의 휨을교정하는 기능도 갖는다. 또한, 전자석(5)은, 예컨대 도 5에 도시한 바와 같이, 폭방향으로 다수 설치되고, 폭방향의 휨의 정도에 따라 이들의 전자석(5)이 선택적으로 사용된다.

더욱이, 종래의 전자석을 사용한 장치에서는, 강판의 위치를 측정하기 위한 위치센서가 필요하지만, 본 발명에서는 소위 프리셋 제어를 행하므로, 그러한 위치센서는 반드시 필요없다. 비용 증가나 장치 대형화의 관점으로부터, 오히려 위치센서는 없는 쪽이 바람직하다.

도금욕(2)에 침입한 강판(s)은, 씽크롤(3)에 의해 방향전환되어서 도금욕(2)으로부터 끌어올려져서, 기체 와이핑 장치(4)에 의해 그 도금 부착량이 조정된다.이 때, 씽크롤(3)을 통과한 강판(s)은, 욕안의 지지롤(7) 및 욕밖의 지지롤(6)에 의해 지지됨과 함께, 이들의 지지롤간에 설치된 전자석(5)으로부터의 자력에 의해 그 진동이 억제되어, 휨도 교정된다.

전자석(5)의 전류제어는, 다음과 같이 행하여진다. 먼저, 라인제어장치(10)로부터 각종의 조업조건 데이터가 프리셋 제어용 계산기(9)로 전송된다. 프리셋 제어용 계산기(9)에서는, 이들의 조업조건 데이터를 기초로 프리셋 제어에 있어서의 전류값이 결정된다. 그 결정방법으로서는, 미리 준비한 테이블 값을 사용하여도 좋고, 모델식을 구축하여 계산하여 구해도 좋다. 테이블 값을 사용하는 방법에서는, 미리 조업조건마다 적절한 전류값(안정 중립점에서 강판이 평탄하게 되는 전류값)을 구해 두고, 조업조건마다 그 값을 사용한다. 조업조건으로서는, 강판의 판두께, 판폭, 강종(鋼種), 장력, 상류측 롤의 롤 직경, 감김 각도, 마찰력, 압입량 등을 고려하면 좋다. 또한, 모델식은, 휨의 발생이나 전자석에 의한 흡인력 등을 나타내는 물리 모델로부터 구축하여도 좋지만, 조업조건을 중회귀(重回歸)하여 구축하여도 좋다. 그리고, 이와같이 하여 계산된 최적의 전류값은 전류제어장치(8)로 전송되고, 전류제어장치(8)로부터 지령에 의해 전자석(5)의 출력이 제어된다. 또한, 전자석(5)의 전류값은, 선행의 강판과 후행의 강판의 이음매가 전자석의 설치위치를 통과할 때에는, 후행의 강판의 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 변경하면 좋다.

도 6에, 본 발명에 의한 프리셋 제어 플로우의 일례를 나타낸다.

실선으로 표시한 플로우는, 상술한 현재 처리중의 선행의 강판에 대한 프리셋 제어의 플로우이다.

후행의 강판에 관하여는, 점선으로 표시한 바와 같이, 라인제어장치(10)로부터 전송된 후행의 강판의 조업조건을 사용하여 프리셋 제어용 계산기(9)로 테이블 값 또는 모델식에 의해 최적의 전류값이 계산된다. 그리고, 라인제어장치(10)로부터, 선행의 강판과 후행의 강판의 이음매가 기체 와이핑 장치(4) 또는 전자석(5)의 위치를 통과하는 신호를 수신하고, 전자석(5)의 최적의 전류값이 전류제어장치(8)로 전송된다. 이와같이 하여, 후행의 강판의 선단부가 통과하는 시점으로부터 전자석(5)의 전류값은 최적값으로 설정된다.

이상과 같이, 전자석(5)의 전류제어로서 프리셋 제어를 행함으로써, 선행의 강판과 후행의 강판의 이음매 근방을 포함시킨 강판의 전체 길이에 걸치는 휨 교정이 가능하게 된다. 또한, 욕안의 지지롤(7)을 사용하지 않고 종결되므로, 프리셋모델을 더 간략화하는 것도 가능하다. 그 밖에, 욕속 롤에 기인하는 표면결함발생의 방지, 롤 정비비용의 삭감등도 가능하다. 더욱이, 기체 와이핑 장치(4)의 와이핑 노즐 선단과 강판(s)과의 간격을 가깝게 할 수 있으므로, 낮은 가스압에서의 조업이 가능하게 되고, 스플래시 결함의 발생도 억제할 수가 있다.

실시형태2

도 7에, 본 발명인 용융금속 도금강판의 제조장치의 다른 예를 나타낸다.

이 용융금속 도금강판의 제조장치에서는, 도 4에 도시한 장치에, 기체 와이핑 장치(4)의 근방에 설치된 강판의 형상측정장치(11), 욕 바깥 지지롤(6)보다도 하류측에 설치된 도금 부착량 측정장치(12), 및 전자석(5)의 제어장치로서의 피드백 제어용 계산기(13)가 부가되어 있다. 본 장치에 의해, 실시형태1에서 설명한 프리셋 제어에 덧붙여서, 형상측정장치(11) 및/또는 도금 부착량 측정장치(12)에 의해 계측된 정보에 근거하고, 강판의 휨을 인식하여 전자석(5)의 전류값을 수정하는, 소위 피드백 제어를 행할 수 있다.

형상측정장치(11) 및 도금 부착량 측정장치(12)는, 강판(s)의 진동이나 휨의 상태를 인식하기 위하여 설치되어 있으므로, 반드시 양쪽의 측정장치를 구비할 필요는 없다.

형상측정장치(11)는, 강판(s)의 휨의 크기를 측정하는 것이고, 반드시 강판(s)의 폭방향전체를 계측할 수 있는 것일 필요는 없다. 예컨대, 강판(s)의 폭방향의 중심부와 단부만을 계측할 수 있는 위치센서와 같은 것이라면 좋다. 또한, 기체 와이핑 장치(4)의 위치에서의 형상을 측정하기 위하여는, 가능한 한 기체 와이핑 장치(4)에 근접하여 설치하는 것이 바람직하다. 더욱이, 아연의 비산을 회피하기 위하여는 기체 와이핑 장치(4)의 윗쪽에 설치하는 것이 바람직하다.

도금 부착량 측정장치(12)는, 강판(s)에 부착된 도금 부착량을 측정하고, 폭방향의 도금 부착량 분포를 구하는 것이다. 이 도금 부착량 분포보다 기체 와이핑 장치(4)와 강판(s)의 거리, 즉 강판(s)의 휨을 추측할 수 있다.

우선, 형상측정장치(11)에 의해 강판(s)의 형상이, 또는 도금 부착량 측정장치(12)에 의해 강판표면의 도금 부착량의 폭방향분포가 측정된다. 이들의 정보는, 피드백 제어용 계산기(13)에 전송되어, 여기에서 강판(s)의 휨량이 구해진다. 그리고, 라인제어장치(10)로부터 전송되는 각종의 조업조건 데이터를 기초로, 피드백 제어로 설정하는 전류값의 보정량을 결정한다. 이 보정량은, 프리셋 제어의 경우 와 같이, 미리 준비한 테이블 값으로부터 결정하여도 좋고, 모델식을 구축하여 결정하여도 좋다. 그리고, 이와같이 하여 계산된 전류값의 보정량은 전류제어장치(8)로 전송되어, 전류제어장치(8)의 지령에 의해 전자석(5)의 출력이 제어된다.

도 7에, 본 발명에 의한 피드백 제어 플로우의 일례를 나타낸다.

실선으로 표시한 플로우는, 실시형태1에서 설명한 프리셋 제어 플로우이다.

피드백 제어에서는, 점선으로 표시한 바와 같이, 형상측정장치(11)에 의해 측정된 형상의 데이터, 또는 도금 부착량 측정장치(12)에 의해 측정된 도금 부착량의 폭방향분포의 데이터가 피드백 제어용 계산기(13)로 전송된다. 도금 부착량 측정장치(12)를 사용할 경우에는, 미리 폭방향의 도금 부착량 분포와 강판형상과의 관계를 구해 두고, 그것에 근거하여 강판의 형상이 구해진다. 이들의 형상의 데이터로부터 강판의 휨량을 계산하고, 라인제어장치(10)로부터 전송되는 각종 조업조건을 사용하여, 피드백 제어용 계산기(13)에 있어서 테이블 값 또는 모델식에 의해 전자석(5)의 전류값의 보정량이 계산된다. 그리고, 이 전류값의 보정량이 전류제어장치(8)로 전송된다.

실시형태1에서 설명한 프리셋 제어에 의해, 거의 평탄한 강판을 실현할 수 있지만, 모델의 오차나 롤 마모 등의 불확정요인에 의해, 프리셋 정밀도에 오차가 생길 경우가 있다. 그러한 경우에, 더욱이 이 피드백 제어를 행하여 실제의 강판의 휨량을 측정하고, 전자석의 출력으로 보정을 가하면, 보다 평탄한 강판을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 프리셋 오차를 고려하여, 다음번 이후의 프리셋 때에도 이 오차를 반영하는 오차학습을 하는 것이 보다 바람직하다.

도 9는, 본 발명과 종래 기술과의 형상 제어성을 비교한 도면이다.

종래 기술에서는, 피드백 제어만을 행하고 있기 때문에에, 선행의 강판과 후행의 강판의 이음매에 있어서 후행의 강판 선단부의 휨을 교정할 수 없다.

상기 본 발명인 실시형태1에서는, 프리셋 제어를 행하기 때문에, 강판 전체 길이에 걸쳐서 휨량을 일정 범위로 억제할 수가 있다.

상기 본 발명인 실시형태2에서는, 프리셋 제어에 덧붙여서 피드백 제어를 행하기 때문에, 프리셋 제어에서 생긴 오차를 보정할 수 있고, 거의 강판 전체 길이에 걸쳐서 평탄한 형상으로 제어할 수가 있다.

더욱이, 실시형태1 및 2에서는, 전자석(5)의 전류제어를 행하는 방법에 대하여 설명하였지만, 전자석(5)에 의한 자력을 조정하기 위하여는 전자석(5)과 강판과의 거리를 조정함으로써도 달성된다. 따라서, 본 발명의 전자석(5)의 전류제어를 행하는 대신에, 전자석(5)과 강판과의 거리를 조정함으로써도 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 실시형태1 및 2에서는, 강판 전체 길이에 걸쳐서 휨을 교정하는 것이 가능하게 되고, 욕안 지지롤을 사용하지 않고 욕안 롤에 기인한 표면결함의 발생을 해소할 수 있고, 기체 와이핑 장치의 와이핑 노즐 선단과 강판과의 간격을 가깝게 하여 스플래시 결함의 발생을 억제할 수 있으므로, 고품질의 용융아연 도금강판의 제조가 가능하게 된다.

더욱이, 여기에서는 일반적인 용융아연 도금강판의 제조에의 적용에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 용융금속 도금강판의 제조에도 적용할 수가 있다.

실시예

도 4 및 도 7에 도시한 본 발명인 용융금속 도금강판의 제조장치를 사용하고, 판두께 0.7㎜, 판폭 1500㎜의 냉연강판을 도금 원판(原板)으로 하여, 표 1에 나타내는 전자석이나 센서에 관한 4종의 조건하에서 용융아연 도금강판 코일을 제조하였다.

발명예1의 조건에서는, 도 4의 제조장치를 사용하여 전자석의 프리셋 제어가 행하여진다. 특별한 센서를 필요로 하지 않고, 간단한 장치구성이기 때문에, 전자석은 와이핑 노즐보다 윗쪽 250㎜에 위치하고, 와이핑 노즐에 근접하여 있다. 또한, 와이핑 노즐과 강판과의 간격은 7㎜이고 좁다. 더욱이, 욕안의 지지롤에 대하여는, 사용과 사용하지 않음의 양쪽의 경우를 검토하였다.

발명예2 및 3의 조건에서는, 도 7의 제조장치를 사용하여 전자석의 프리셋 제어와 피드백 제어가 행하여진다. 센서로서는, 발명예2에서는 형상측정장치가, 발명예3에서는 도금 부착량 측정장치가 설치되어 있다. 전자석은, 발명예2에서는 형상측정장치가 와이핑 노즐의 윗쪽 근방에 설치되어 있기 때문에, 와이핑 노즐에서 윗쪽 500㎜에 위치하지만, 발명예3에서는 와이핑 노즐보다 윗쪽 250㎜에 위치한다. 또한, 와이핑 노즐과 강판과의 간격은 7㎜이고 좁다. 더욱이, 욕안의 지지롤에 대하여는, 발명예1과 마찬가지로, 사용과 사용하지 않음의 양쪽의 경우를 검토하였다.

비교예의 조건에서는, 전자석과 그 근방에 형상측정장치가 설치된 도 9의 종래의 제조장치를 사용하여 종래의 전자석의 피드백 제어가 행하여진다. 전자석은, 형상측정장치도 설치되므로, 와이핑 노즐보다 윗쪽 500㎜에 위치한다. 또한, 와이핑 노즐과 강판과의 간격은 15mm이다. 더욱이, 욕안의 지지롤에 대하여는, 사용하는 경우만을 검토하였다.

그리고, 제조된 용융아연 도금강판에 대하여, 스플래시 결함의 발생 및 도금 부착량의 폭방향 분포를 조사하였다. 스플래시 결함의 발생에 있어서는, 용융아연 도금 라인에 설치된 표면결함계를 사용하고, 강판 코일 전체 길이에 걸치는 스플래시 결함의 총수(總數)로 평가하였다. 또한, 도금 부착량의 폭방향 분포에 있어서는, 용융아연 도금 라인에 설치된 도금 부착량계를 사용하고, 폭방향의 도금 부착량 분포를 측정하여 평가하였다.

그 결과, 스플래시 결함의 발생에 대하여는, 1개의 강판 코일에 발생하는 스플래시 개수는 비교예에서는 약 10개임에 대하여, 발명예1-3에서는, 어느 조건에 있어서도, 1-2개이며, 비교예에 비교하여 대폭 저감되었다. 이는, 와이핑 노즐과 강판과의 간격이, 비교예에서는 15㎜임에 대하여, 발명예에서는 7㎜까지 좁힐 수 있고, 낮은 가스압에서의 기체 와이핑이 가능하게 되었기 때문이다. 더욱이, 발명예1-3에 있어서, 욕안 지지롤(7)의 사용/사용하지 않음에 의한 차이는 인정되지 않았다.

강판 코일 선단부에 있어서의 폭방향의 도금 부착량 분포에 대하여는, 비교예에서는 도금 부착량이 ±10g/m²정도로 불균일함에 대하여, 발명예1-3에서는 도금 부착량이 ±3g/m²정도로 거의 균일하였다. 이는, 전자석의 피드백 제어를 행한 비교예에서는, 선행의 강판과 후행의 강판의 이음매에 있어서 후행의 강판 선단부의 휨의 변화에 대응할 수 없지만, 전자석의 프리셋제어를 행한 발명예1-3에서는, 후행의 강판의 선단부에서 휨을 적절하게 교정할 수가 있기 때문이다.

강판 코일 길이방향 중앙부에서의 폭방향의 도금 부착량 분포에 대하여는, 발명예1에서는 도금 부착량이 강판 코일 선단부와 동일한 ±3g/m²정도이지만, 발명예2 및 3에서는 도금 부착량이 ±1∼2g/m²정도로 개선되었다. 이는, 전자석의 프리셋 제어만을 행한 발명예1에서는, 강판의 휨을 거의 평탄하게 할 수 있지만, 프리셋 제어의 오차에 의해 약간의 휨이 남는 경우가 있고, 전자석의 프리셋 제어에덧붙여서 피드백 제어를 행한 발명예2 및 3에서는, 프리셋 제어에 오차가 생긴 경우라도, 그 오차를 피드백 제어에 의해 적절하게 보정하여 형상 교정할 수 있기 때문이다.

	발명예1	발명예2	발명예3	비교예
전자석	있음	있음	있음	있음
전자석 제어방법	프리셋	프리셋 +피드백	프리셋 +피드백	피드백
센서	없음	형상측정장치	도금 부착량측정장치	형상측정장치
전자석설치위치(노즐보다 윗쪽)	250mm	500mm	250mm	500mm
노즐과 강판의거리	7mm	7mm	7mm	15mm
욕안 지지롤	사용/사용하지 않음	사용/사용하지 않음	사용/사용하지 않음	사용

Claims (12)

1. 강판을 용융금속 도금욕(淘金浴) 안에 연속적으로 침입시켜, 상기 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 공정과,

   상기 강판을 상기 용융금속 도금욕 안에 설치된 방향전환장치에 의해 방향전환시킨 후, 상기 용융금속욕 밖으로 인출하는 공정과,

   상기 강판에 부착된 상기 용융금속의 부착량을 기체 와이핑(Wiping) 장치에 의해 조정하는 공정과,

   상기 강판의 휨을, 상기 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치되고, 상기 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시키는 전자석을 사용하여, 자력에 의해 비접촉으로 교정하는 공정,

   을 갖고,

   더욱이, 상기 전자석의 전류값이 상기 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법
2. 제1항에 있어서,

   전자석의 전류값을, 선행(先行)의 강판과 후행(後行)의 강판의 이음매가 상기 전자석의 설치위치를 통과하는데에 합쳐서, 상기 후행의 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   기체 와이핑 장치의 하류측에, 강판의 형상측정장치 및/또는 강판의 도금 부착량 측정장치를 설치하고, 상기 형상측정장치 및/또는 상기 도금 부착량 측정장치에 의해 계측된 정보에 근거하여 전자석의 전류값을 수정하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
4. 제2항에 있어서,

   기체 와이핑 장치의 하류측에, 강판의 형상측정장치 및/또는 강판의 도금 부착량 측정장치를 설치하고, 상기 형상측정장치 및/또는 상기 도금 부착량 측정장치에 의해 계측된 정보에 근거하여 전자석의 전류값을 수정하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   용융금속 도금욕 속에서 강판을 지지하는 장치를, 상기 강판의 방향전환장치만으로 하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
6. 제2항에 있어서,

   용융금속 도금욕 속에서 강판을 지지하는 장치를, 상기 강판의 방향전환장치만으로 하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
7. 제3항에 있어서,

   용융금속 도금욕 속에서 강판을 지지하는 장치를, 상기 강판의 방향전환장치만으로 하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
8. 제4항에 있어서,

   용융금속 도금욕 속에서 강판을 지지하는 장치를, 상기 강판의 방향전환장치만으로 하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조방법.
9. 강판의 표면에 용융금속을 부착시키는 용융금속 도금욕조(淘金浴槽)와,

   상기 용융금속 도금욕조 안에 설치되어, 상기 강판을 방향전환시키는 방향전환장치와,

   상기 용융금속 도금욕조의 도금욕면의 윗쪽에 설치되어, 상기 강판에 부착된 용융금속 도금량을 조정하는 기체 와이핑 장치와,

   상기 기체 와이핑 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치되어, 상기 강판의 표면과 교차하는 방향으로 자력을 작용시켜서 상기 강판의 휨을 비접촉으로 교정하는 전자석과,

   상기 전자석의 전류값을 상기 강판에 관한 정보에 근거하여 미리 결정된 전류값으로 설정하는 전류값 프리셋(Preset) 제어장치,

   를 구비한 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조장치.
10. 제9항에 있어서,

    더욱이, 기체 와이핑 장치의 하류측에 설치된 강판의 형상측정장치 및/또는 강판의 도금 부착량 측정장치와,

    상기 형상측정장치 및/또는 상기 도금 부착량 측정장치에 의해 계측된 정보에 근거하여 전자석의 전류값을 수정하는 전류값 피드백 제어장치,

    를 구비한 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조장치.
11. 제9항에 있어서,

    용융금속 도금욕조 안에 설치된 강판을 지지하는 장치가, 상기 강판의 방향전환장치만인 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조장치.
12. 제10항에 있어서,

    용융금속 도금욕조 안에 설치된 강판을 지지하는 장치가, 상기 강판의 방향전환장치만인 것을 특징으로 하는 용융금속 도금강판의 제조장치.