KR20220043576A - Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip - Google Patents

Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip Download PDF

Info

Publication number
KR20220043576A
KR20220043576A KR1020200127134A KR20200127134A KR20220043576A KR 20220043576 A KR20220043576 A KR 20220043576A KR 1020200127134 A KR1020200127134 A KR 1020200127134A KR 20200127134 A KR20200127134 A KR 20200127134A KR 20220043576 A KR20220043576 A KR 20220043576A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal strip
plating
magnetic field
phase
electromagnetic induction
Prior art date
Application number
KR1020200127134A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오건택
Original Assignee
주식회사 원탑플레이팅
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 원탑플레이팅 filed Critical 주식회사 원탑플레이팅
Priority to KR1020200127134A priority Critical patent/KR20220043576A/en
Publication of KR20220043576A publication Critical patent/KR20220043576A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/24Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using magnetic or electric fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36Elongated material
    • C23C2/40Plates; Strips

Abstract

금속 스트립의 연속 도금용 도금부착량 제어장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용융 도금욕에서 배출되어 수직으로 상승하는 금속 스트립에 수직으로 자기장이 가해지도록 상기 금속 스트립의 전면과 후면에 설치되는 한 쌍의 전자기 유도부 및 상기 한 쌍의 전자기 유도부에 DC 오프셋을 포함하는 3상의 교류전류를 공급하는 전원공급수단을 포함하는 금속 스트립의 연속 도금용도금부착량 제어장치를 제공한다. 또한, 금속 스트립을 용융 도금욕으로부터 수직으로 상승 이송하는 과정, 상기 금속 스트립에 수직으로 이동 자계을 가하여 상기 금속 스트립의 도금부착량을 제어하는 과정 및 상기 금속스트립에 수직으로 직류 자기장을 가하여 상기 금속 스트립의 진동을 억제하는 과정을 포함하되, 상기 3상의교번 자기장 및 직류 자기장은 전자석의 각 상의 권선에 DC 오프셋을 가진 3상의 교류 전류를 인가함으로써 가해지는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 연속 도금시 도금부착량 제어 방법을 제공한다.
Disclosed are an apparatus and method for controlling a plating adhesion amount for continuous plating of a metal strip.
According to an embodiment of the present invention, a pair of electromagnetic induction parts and a pair of electromagnetic induction parts installed on the front and rear surfaces of the metal strip so that a magnetic field is applied vertically to the metal strip that is discharged from the hot-dip plating bath and rises vertically. It provides a plating amount control device for continuous plating of a metal strip comprising a power supply means for supplying a three-phase alternating current including a DC offset to the. In addition, the process of vertically upwardly transporting the metal strip from the hot-dip plating bath, the process of applying a moving magnetic field to the metal strip to control the plating adhesion amount of the metal strip, and the process of applying a direct current magnetic field to the metal strip perpendicular to the metal strip Controlling the amount of plating during continuous plating of a metal strip, comprising a process of suppressing vibration, wherein the three-phase alternating magnetic field and the direct current magnetic field are applied by applying a three-phase alternating current having a DC offset to the windings of each phase of the electromagnet provide a way

Description

금속 스트립의 연속 도금 장치 및 방법{Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip}Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip

본 실시예는 금속 스트립의 연속 도금장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 금속 스트립의 연속도금중에 금속 스트립의 진동을 감쇄시키는 한편, 고속으로 금속 스트립에 균일하게 금속이 도포될 수 있도록 금속 스트립 상의 용융도금층의 두께를 조절하는 연속 도금 장치 및 방법에 관한 것이다.This embodiment relates to a continuous plating apparatus and method for a metal strip. More specifically, it relates to a continuous plating apparatus and method for damping vibration of the metal strip during continuous plating of the metal strip and controlling the thickness of the hot dip plating layer on the metal strip so that the metal can be uniformly applied to the metal strip at high speed will be.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.

일반적으로 제철공장에서 생산되는 아연도금 금속 스트립은 내식성이 우수하여 자동차 차체용 금속 스트립,가전기기의 판재용 및, 건축용 금속 스트립으로 많이 사용되고 있는데, 지금까지는 소둔된 냉간압연 금속 스트립을 전기도금 혹은 용융도금으로 금속 스트립의 아연도금을 수행하여 도금금속 스트립을 제조하였다.In general, galvanized metal strips produced in steel mills have excellent corrosion resistance and are widely used as metal strips for automobile bodies, plate materials for home appliances, and metal strips for construction. Galvanizing of the metal strip was performed by plating to prepare a plated metal strip.

이와 같은 용융아연 도금금속 스트립은 초기에는 대부분 건자재로 사용되어 왔지만, 근래에는 가혹한 가공조건에도 견딜 수 있는 용융아연 도금금속 스트립의 대량 생산이 가능하게 됨에 따라 그 용도가 각종 가전제품또는 자동차용 소재로 광범위하게 확대되고 있다.Although such hot-dip galvanized metal strips were mostly used as construction materials in the early days, in recent years, as mass production of hot-dip galvanized metal strips that can withstand harsh processing conditions has become possible, their uses have been used as materials for various home appliances and automobiles. is broadly expanding.

표면 품질이 중요한 가전제품 또는 자동차용 소재로 그 사용범위가 넓어짐에 따라, 금속 스트립의 도금품질,예를 들어 표면광택, 내식성, 용접성 및 도장성 등의 표면 도금품질의 향상에 대한 요구도 점점 증가하고 있는 실정이다.As the scope of use is widened as a material for home appliances or automobiles where surface quality is important, the demand for surface plating quality improvement such as surface gloss, corrosion resistance, weldability and paintability of metal strips is also increasing. is currently doing.

한편, 전기도금방법은 도금부착량을 조절하기 쉬운 잇점은 있지만, 금속 스트립 도금층의 부착량이 가해진 전류량에 비례하기 때문에, 금속 스트립의 표면에 두터운 도금층을 형성시키는 데에는 그만큼 전기가 많이 사용되어 금속 스트립의 제조비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 특히 전기도금시 사용되는 도금용액이 염산 혹은 황산등의 환경 오염물질로 이루어지기 때문에, 환경오염의 문제가 항상 제기되고 있는 실정이다.On the other hand, although the electroplating method has an advantage in that it is easy to control the plating adhesion amount, since the adhesion amount of the metal strip plating layer is proportional to the applied current amount, a lot of electricity is used to form a thick plating layer on the surface of the metal strip. In addition to increasing the cost, in particular, since the plating solution used in the electroplating is made of environmental pollutants such as hydrochloric acid or sulfuric acid, the problem of environmental pollution is always raised.

용융도금방법은 금속 스트립을 용융아연 욕조에 침적하여 도금을 하는 방법으로 간편하게 도금금속 스트립을제조할 수 있도록 하는 이점은 제공하지만, 다음과 같은 문제점들이 제기되고 있다. 예를 들어, 용융금속이 채워진 도금조로부터 나온 금속 스트립을 도금 부착량 조절을 위해 금속 스트립 표면을 와이핑하기 때문에, 금속 스트립의진동이 많이 발생하고, 금속 스트립의 최고 생산속도가 180 mpm으로 제한될 수밖에 없어 도금 생산량이 한정될 뿐만 아니라, 소음이 심하여 작업자의 작업환경을 열악하게 하는 문제가 있었다. 즉, 용융 도금법은 도금층의 두께를 조절하는 데에 어려움이 있고, 도금성분을 변화시킴에 있어서 도금성분이 산화되기 쉬운 성분을 포함하는 경우에는 용융금속에 표면에 형성되는 산화물과 성분 자체의심한 산화로 인하여 도금층이 금속 스트립에 잘 부착되지 않는 등의 제조상 어려움이 있었다.Although the hot-dip plating method provides the advantage of easily manufacturing a plated metal strip by immersing the metal strip in a hot-dip galvanizing bath, the following problems are raised. For example, since a metal strip from a plating bath filled with molten metal is wiped on the surface of the metal strip to control the plating adhesion amount, a lot of vibration of the metal strip occurs, and the maximum production speed of the metal strip is limited to 180 mpm. As a result, there was a problem that not only the plating production was limited, but also the work environment of the worker was deteriorated due to the severe noise. That is, the hot-dip plating method has difficulty in controlling the thickness of the plating layer, and when the plating component contains a component that is easily oxidized in changing the plating component, the oxide formed on the surface of the molten metal and the component itself suspicious oxidation Due to this, there was a difficulty in manufacturing, such as the plating layer did not adhere well to the metal strip.

이런 문제점들을 해결하기 위해 기체 나이프를 자기적 와이핑 장치(Magnetic Wiping Device)와 결합하거나 대체하는 방안이 제시되었다. 자기적 와이핑 장치는 교류 자기장을 발생시켜 이 자기장을 이용해 금속 스트립으로부터 과다한 도금층을 깎는다. 그래서, 기체 나이프 없이 단독으로 도금층을 깎을 수 있거나 복합 사용할경우 기체압을 낮추더라도 균일한 부착량을 확보할 수 있다. 그러므로 자기적 와이핑 장치를 사용하게 되면정확한 깎음과 동시에 고속화가 가능하게 될 것이다.In order to solve these problems, a method of combining or replacing the gas knife with a magnetic wiping device has been proposed. Magnetic wiping devices generate an alternating magnetic field and use this magnetic field to scrape excess plating from the metal strip. Therefore, it is possible to cut the plating layer by itself without a gas knife, or when using it in combination, even if the gas pressure is lowered, a uniform amount of adhesion can be secured. Therefore, if a magnetic wiping device is used, accurate cutting and high speed will be possible at the same time.

미국특허 US-A-4,273,800호에는 이동하는 금속 스트립 위의 용융도금층 두께를 조절하는 전자기 와이퍼 장치(Electromagnetic Wiper Device)가 개시되어 있다. 펄스 또는 교번 자속(Pulsating or Alternating MagneticFlux)을 용융도금층에 가하여 도금층을 통과하는 환상의 경로(Loped Path) 상에 자속을 형성시켜 과다한 도금층을 도금판으로부터 깎아낸다.US Patent No. US-A-4,273,800 discloses an electromagnetic wiper device for controlling the thickness of a hot-dip plated layer on a moving metal strip. A pulse or alternating magnetic flux (Pulsating or Alternating Magnetic Flux) is applied to the hot-dip plated layer to form a magnetic flux on a loped path that passes through the plated layer to scrape off the excess plated layer from the plated plate.

이러한 전자기 와이퍼 장치와 관련된 하나의 문제는 금속 스트립이 전후면의 전자기 와이퍼 장치로부터 발생된 자기장 내에서 정확히 중앙 위치로부터 벗어나면 금속 스트립에 작용하는 자기력이 자성체인 스트립을 가까운 쪽의 자기 와이핑 코일(Wiping Coil) 쪽으로 당기는 경향이 있다는 것이다. 결과적으로 전자기 와이퍼장치를 사용함으로써, 도금욕으로부터 상부롤까지 이동하는 도금 스트립에 진동을 유발시킬 수 있다.One problem associated with these electromagnetic wiper devices is that when the metal strip deviates from its precisely central position within the magnetic field generated from the front and rear electromagnetic wiper devices, the magnetic force acting on the metal strip will cause the magnetic strip to move toward the magnetic wiping coil on the near side. It tends to pull toward the wiping coil. Consequently, by using the electromagnetic wiper device, vibration can be induced in the plating strip moving from the plating bath to the upper roll.

또 다른 미국특허 US-A-4,655,166호에는 금속 스트립의 용융아연도금 설비가 개시되어 있는데, 이 설비에는용융도금층을 깎는 기체 나이프가 제공된다. 또한, 이 설비에는 이동 금속 스트립의 진동을 방지하기 위한 전자기 장치가 포함되어 있다. 상기 전자기 장치는 이동 스트립의 대향하는 양단부위 근처에 영구자석 유닛이포함되어 있다. 그리고, 스트립의 각 가장자리 부분과 각 영구자석 유닛 사이의 간격을 검출하는 검출기가 설치되어 있다. 이 간격의 크기를 미리 정해진 값으로 유지하기 위해서 조절 모터가 상기 검출된 간격에 대응하여 자석의 위치를 조정하는데 이용된다.Another U.S. Patent No. US-A-4,655,166 discloses a hot-dip galvanizing equipment for a metal strip, which equipment is provided with a gas knife for sharpening the hot-dip galvanizing layer. The installation also contains an electromagnetic device to prevent vibration of the moving metal strip. The electromagnetic device includes a permanent magnet unit near opposite ends of the moving strip. A detector for detecting a gap between each edge portion of the strip and each permanent magnet unit is provided. In order to maintain the size of this gap at a predetermined value, an adjustment motor is used to adjust the position of the magnet in response to the detected gap.

본 실시예는 하나의 인버터를 이용하여 DC 전자석과 AC 전자석을 동시에 구현하여, 전자석에 금속 스트립의연속도금 중에 금속 스트립의 진동을 감쇄시키는 동시에, 금속 스트립 위의 과다한 용융도금층을 깎아내기 위한 연속 도금용 도금부착량 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.This embodiment implements a DC electromagnet and an AC electromagnet at the same time using one inverter to attenuate the vibration of the metal strip during continuous plating of the metal strip on the electromagnet, and at the same time, continuous plating to scrape off the excessive hot-dip plated layer on the metal strip Its main object is to provide an apparatus and method for controlling the amount of plating for use.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 실시예의 일 측면에 의하면, 용융 도금욕에서 배출되어 상 방향으로 상승하는 금속 스트립에 수직으로 자기장이 가해지도록 상기 금속 스트립의 전면과 후면에 설치되는 한 쌍의 전자기유도부 및 상기 한 쌍의 전자기 유도부에 3상의 교류를 인가하되, DC 오프셋을 포함하는 전류를 인가하는 전원공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 연속 도금용 도금부착량 제어장치를 제공한다.According to one aspect of this embodiment in order to achieve the above object, a pair of electromagnetic induction units installed on the front and rear surfaces of the metal strip so that a magnetic field is applied vertically to the metal strip that is discharged from the hot-dip plating bath and rises upward. and a power supply means for applying a three-phase alternating current to the pair of electromagnetic induction units and applying a current including a DC offset.

상기 전원공급수단은 3상 교류전류를 직류로 정류하는 컨버터, 정류된 직류의 맥동분을 평활하는 평활회로,평활된 직류를 입력으로 하여 소정의 주파수를 갖는 3상의 교류 전류를 출력하는 인버터 및 상기 인버터에 구동신호를 공급하는 제어부를 포함할 수 있다.The power supply means includes a converter for rectifying a three-phase alternating current into a direct current, a smoothing circuit for smoothing the pulsation of the rectified direct current, an inverter for outputting a three-phase alternating current having a predetermined frequency by inputting the smoothed direct current as an input, and the It may include a control unit for supplying a driving signal to the inverter.

또한, 상기 전원공급수단은 상기 평활회로 앞 단에 상기 인버터(230)의 입력단의 전압(DC 링크 전압)을 제어하는 벅(Buck) 컨버터, 부스트(Boost) 컨버터 또는 벅/부스트 컨버터 중 어느 하나로 구성된 DC/DC 컨버터를더 포함할 수 있다.In addition, the power supply means comprises any one of a buck converter, a boost converter, or a buck / boost converter for controlling the voltage (DC link voltage) of the input terminal of the inverter 230 at the front stage of the smoothing circuit It may further include a DC/DC converter.

또한, 상기 전원공급수단은 상기 인버터의 출력단에 흐르는 전류를 감지하여 상기 DC/DC 컨버터에 되먹임하는감지수단을 더 포함할 수 있다.In addition, the power supply means may further include a detection means for sensing the current flowing through the output terminal of the inverter to feed back to the DC/DC converter.

또한, 상기 컨버터는 3상 하프-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 다이오드를 포함하는 3상 전파정류회로로구성되고, 상기 평활회로는 상기 3상 전파정류회로의 양 모선과 음 모선 간에 직렬로 연결된 2개의 커패시터 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the converter is composed of a three-phase full-wave rectification circuit including six diodes connected to each other in a three-phase half-bridge method, and the smoothing circuit is connected in series between positive and negative bus lines of the three-phase full-wave rectification circuit. It is characterized in that it includes two capacitors.

또한, 상기 인버터는 세 개의 하프-브리지 인버터를 포함하는 [0019] 3상 인버터인 것을 특징으로 한다.In addition, the inverter is characterized in that it is a three-phase inverter including three half-bridge inverters.

또한, 상기 제어부는 상기 하프-브리지 인버터에 포함된 상하 반도체 스위칭 소자의 ON 시간을 다르게 제어하여, 상기 인버터부가 출력하는 3상 교류 전류에 DC 오프셋을 부가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit controls the ON time of the upper and lower semiconductor switching elements included in the half-bridge inverter differently to add a DC offset to the three-phase alternating current output from the inverter unit.

또한, 기준면에 대하여 상기 금속 스트립의 위치에 의해 결정되는 매개변수값을 감지하는 위치감지 수단을 더포함할 수 있다.In addition, it may further include a position sensing means for sensing a parameter value determined by the position of the metal strip with respect to the reference plane.

또한, 상기 제어부는 상기 감지된 매개변수값에 대응하여 상기 어느 한쪽의 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 DC 오프셋을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that in response to the sensed parameter value to adjust the DC offset of the three-phase alternating current applied to the one of the electromagnetic induction unit.

또한, 상기 제어부는 상기 하프-브리지 인버터를 구동하는 PWM 신호의 생성에 사용되는 삼각파와 변조전압의변조비를 조절함으로써 상기 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 전압을 제어하고, 상기 변조전압의 주파수를 조절함으로써 상기 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 주파수를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit controls the voltage of the three-phase alternating current applied to the electromagnetic induction unit by adjusting the modulation ratio of the modulation voltage and the triangular wave used to generate the PWM signal for driving the half-bridge inverter, and By adjusting the frequency, it is characterized in that the frequency of the three-phase alternating current applied to the electromagnetic induction unit is controlled.

또한, 상기 한 쌍의 전자기 유도부 후단에 상기 금속 스트립에 부착된 도금층의 두께를 측정하는 두께측정 수단을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a thickness measuring means for measuring the thickness of the plating layer attached to the metal strip at the rear end of the pair of electromagnetic induction units.

또한, 상기 제어부는 상기 측정된 도금층의 두께에 대응하여 상기 한 쌍의 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 전압 또는 주파수 중 적어도 어느 하나를 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that it adjusts at least one of a voltage or a frequency of a three-phase alternating current applied to the pair of electromagnetic induction units in response to the measured thickness of the plating layer.

본 실시예의 또다른 측면에 의하면, 금속 스트립을 용융 도금욕으로부터 수직으로 상승 이송하는 과정, 상기금속 스트립에 수직으로 이동 자계을 가하여 상기 금속 스트립의 도금부착량을 제어하는 과정 및 상기 금속스트립에 수직으로 직류 자기장을 가하여 상기 금속 스트립의 진동을 억제하는 과정을 포함하되, 상기 3상의교번 자기장 및 직류 자기장은 전자석의 각 상의 권선에 DC 오프셋을 가진 3상의 교류 전류를 인가함으로써가해지는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 연속 도금시 도금부착량 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of this embodiment, the process of vertically upwardly transporting the metal strip from the hot-dip plating bath, the process of controlling the plating adhesion amount of the metal strip by applying a moving magnetic field perpendicular to the metal strip, and the process of perpendicularly direct current to the metal strip and suppressing vibration of the metal strip by applying a magnetic field, wherein the three-phase alternating magnetic field and the direct current magnetic field are applied by applying a three-phase alternating current having a DC offset to the windings of each phase of the electromagnet. Provided is a method for controlling the amount of plating during continuous plating of

또한, 상기 금속 스트립에 부착된 도금층의 제어된 두께를 측정하는 과정 및 상기 측정된 도금층의 두께에 대응하여 상기 금속 스트립에 수직으로 가해지는 이동 자계의 세기를 조절하는 과정을 더 포함할 수 있다.The method may further include measuring a controlled thickness of the plating layer attached to the metal strip and adjusting the strength of a moving magnetic field perpendicularly applied to the metal strip in response to the measured thickness of the plating layer.

또한, 기준면에 대하여 상기 금속 스트립의 위치에 의해 결정되는 매개변수값을 감지하는 과정 및 상기 감지된 매개변수값에 대응하여 상기 금속 스트립에 수직으로 가해지는 직류 자기장의 세기를 조절하는 과정을 더포함할 수 있다.In addition, the method further includes the steps of detecting a parameter value determined by the position of the metal strip with respect to a reference plane and adjusting the strength of a DC magnetic field perpendicular to the metal strip in response to the detected parameter value. can do.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 용융 도금욕에서 배출되어 수직으로 상승 이동하는 금속 스트립에 수직으로3상의 교번 자기장 및 직류 자기장을 가함으로써, 상기 3상의 교번 자기장을 이용하여 상기 금속 스트립의 도금부착량을 제어하고, 상기 직류 자기장을 이용하여 상기 금속 스트립의 진동을 억제하되, 상기 3상의 교번자기장 및 직류 자기장은 전자석의 각 상의 권선에 DC 오프셋을 가진 3상의 교류 전류를 인가함으로써 생성하는 것임을 특징으로 하는 금속 스트립의 연속 도금시 도금부착량 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of this embodiment, by applying a three-phase alternating magnetic field and a direct current magnetic field vertically to a metal strip that is discharged from the hot-dip plating bath and moves vertically upward, the plating adhesion amount of the metal strip is determined using the three-phase alternating magnetic field. Control and suppress the vibration of the metal strip using the DC magnetic field, wherein the three-phase alternating magnetic field and the DC magnetic field are generated by applying a three-phase alternating current having a DC offset to the windings of each phase of the electromagnet Provided is a method for controlling a plating adhesion amount during continuous plating of a metal strip.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 연속 도금용 도금부착량 제어장치에 있어서 전자기 유도부에DC 오프셋을 포함하는 3상의 교류를 인가함으로써, 용융도금 방식의 도금 설비에 있어서 금속 스트립 위의 과다한 용융도금층의 두께를 제어하는 동시에 금속 스트립의 진동을 억제할 수 있다.As described above, according to this embodiment, by applying a three-phase alternating current including a DC offset to the electromagnetic induction unit in the plating adhesion amount control device for continuous plating, an excessive hot-dip plating layer on the metal strip in the hot-dip plating equipment It is possible to control the thickness of the metal strip while suppressing the vibration of the metal strip.

또한, 하나의 전자기 유도부에 의해 AC 전자석과 DC 전자석을 동시에 구현함으로써, 자기력을 이용하는 별도의 진동억제 장치를 구비할 필요가 없다.In addition, since the AC electromagnet and the DC electromagnet are simultaneously implemented by one electromagnetic induction unit, there is no need to provide a separate vibration suppression device using magnetic force.

또한, 금속 스트립의 위치를 감지하는 수단 및 도금층의 두께를 측정하는 수단을 포함함으로써, 감지된 금속스트립의 위치 및 도금층의 두께에 대응하여 고정 자계 및 교번 자계의 세기를 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, by including the means for detecting the position of the metal strip and the means for measuring the thickness of the plating layer, there is an effect that the strength of the fixed magnetic field and the alternating magnetic field can be adjusted in response to the sensed position of the metal strip and the thickness of the plating layer.

도 1은 이동하는 금속 스트립에 연속 용융도금을 실시하기 위한 설비의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 자기 나이프의 개략적인 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 자기 나이프의 회로도이다.
도 4는 인버터부에 의해 생성된 3상의 교류전력을 각 상 별로 표현한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 자기장을 발생시키기 위한 전자기 유도부의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
1 is a schematic configuration diagram of a facility for performing continuous hot-dip plating on a moving metal strip.
2 is a schematic block diagram of a unit magnetic knife according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a unit magnetic knife according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating three-phase AC power generated by the inverter unit for each phase.
5 is a diagram showing a schematic structure of an electromagnetic induction unit for generating a linear magnetic field according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms distinguish the component from other components. It is only for the purpose of doing so, and the essence, order, or order of the corresponding components is not limited by the term. Throughout the specification, when a part 'includes' or 'includes' a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. . When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

도 1은 이동하는 금속 스트립에 연속 용융도금을 실시하기 위한 설비의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a facility for performing continuous hot-dip plating on a moving metal strip.

도 1에 도시된 설비는 아연, 알루미늄 또는 아연-알루미늄 합금과 같은 용융금속 도금욕(100)을 포함하며, 도금욕(100)을 통과하는 금속 스트립(110)이 침적되도록 구성된다. 금속 스트립(110)은 도금욕(100) 내에 설치된 롤(120)에 의해 도금욕(100)을 통과하여 거의 연직상방으로 방향이 바뀌고 상부롤(130)로 이동하여 다시이동방향을 바꾼다. 침적롤(120)과 상부롤(130) 사이의 이동경로에는 거의 연직인 기준면(160)이 있다. 금속스트립은 상부롤(130)을 지난 후 권취롤(140)에 감기거나 스트립 부재(미도시)로 절단된다. 도금욕(100) 내에서 침적롤(120)의 상부에 안정화롤(미도시) 및 보정롤(미도시)을 설치하여 금속 스트립(110)의 이동을 안내할수도 있다.The equipment shown in FIG. 1 includes a molten metal plating bath 100 such as zinc, aluminum or a zinc-aluminum alloy, and is configured to deposit a metal strip 110 passing through the plating bath 100 . The metal strip 110 passes through the plating bath 100 by the roll 120 installed in the plating bath 100 and changes its direction almost vertically upward, and moves to the upper roll 130 to change the moving direction again. In the movement path between the dip roll 120 and the upper roll 130 , there is an almost vertical reference plane 160 . After passing through the upper roll 130, the metal strip is wound around the winding roll 140 or cut into a strip member (not shown). The movement of the metal strip 110 may be guided by installing a stabilization roll (not shown) and a correction roll (not shown) on the deposition roll 120 in the plating bath 100 .

도금욕(100)의 표면으로부터 금속 스트립(110)은 상부롤(130)까지 거의 지지를 받지 않고 계속 이동한다. 금속 스트립(110)이 도금욕(100)을 통과하면서 아연과 같은 도금욕(100) 내의 용융금속으로 도금된다. 도금욕(100)의 표면으로부터 사전에 정해진 높이에 금속 스트립(110) 상의도금층 두께를 조절하기 위한 장치(자기나이프 장치; 150)가 제공된다. 자기 나이프 장치(150)와 상부롤(130) 사이에는 도금층을 냉각하기 위한 냉각장치(170)가 설치된다. 이로 인해 금속 스트립(110)이 상부롤(130)에 의해 다시 방향 전환되기 전에 도금층이응고될 것이다.The metal strip 110 continues to move from the surface of the plating bath 100 to the upper roll 130 with little support. As the metal strip 110 passes through the plating bath 100 , it is plated with the molten metal in the plating bath 100 such as zinc. A device (magnetic knife device) 150 for adjusting the thickness of the plating layer on the metal strip 110 to a predetermined height from the surface of the plating bath 100 is provided. A cooling device 170 for cooling the plating layer is installed between the magnetic knife device 150 and the upper roll 130 . Due to this, the plating layer will be solidified before the metal strip 110 is redirected again by the upper roll 130 .

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 나이프 장치(150)는 도금욕(100)에서 배출되어 수직으로 상승하는 금속 스트립(110)에 수직으로 자기장이 가해지도록 상기 금속 스트립(110)의 전면과 후면에 설치되는 한 쌍의 전자기유도부(151, 152) 및 각 전자기 유도부(151, 152)에 DC 오프셋을 포함하는 3상의 교류전류를 공급하는 전원공급수단(미도시)을 포함한다.The magnetic knife device 150 according to an embodiment of the present invention is disposed on the front and rear surfaces of the metal strip 110 so that a magnetic field is vertically applied to the metal strip 110 that is discharged from the plating bath 100 and rises vertically. A pair of installed electromagnetic induction units (151, 152) and a power supply means (not shown) for supplying three-phase alternating current including a DC offset to each electromagnetic induction unit (151, 152).

하나의 전원공급수단이 한 쌍의 전자기 유도부(151, 152)에 전원을 공급하도록 구성할 수도 있지만, 한 쌍의전자기 유도부(151, 152) 각각이 별개의 전원공급수단 구비할 수도 있다. 즉, 하나의 전자기 유도부와 하나의 전원공급수단이 1조를 이루는 "단위 자기 나이프" 2 조로 구성될 수도 있다. 특히, 한 쌍의 전자기 유도부에서 발생하는 자기장의 세기를 독립적으로 제어하고자 하는 경우 단위 자기 나이프 장치 2조로 구성되는 것이 바람직하다.Although one power supply means may be configured to supply power to the pair of electromagnetic induction units 151 and 152, each of the pair of electromagnetic induction units 151 and 152 may include a separate power supply means. That is, one electromagnetic induction unit and one power supply means may be composed of two sets of “unit magnetic knives” forming one set. In particular, when it is desired to independently control the strength of a magnetic field generated by a pair of electromagnetic induction units, it is preferable to consist of two sets of unit magnetic knife devices.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급수단을 설명하기로 한다. 도 2 및도 3에서는 단위 자기 나이프 1조의 구성을 기준으로 설명한다.Hereinafter, a power supply means according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 . 2 and 3, the configuration of one set of unit magnetic knives will be described as a reference.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 자기 나이프의 개략적인 블록구성도이다.2 is a schematic block diagram of a unit magnetic knife according to an embodiment of the present invention.

전원공급수단(200)은 3상 교류전류를 직류로 정류하는 컨버터(210) 및 정류된 직류의 맥동분을 평활하는 평활회로(220), 평활회로(220)로부터 변환된 직류를 전달받아 소정의 주파수를 갖는 3상 교류 전류를 출력하는 인버터(230) 및 인버터(230)에 포함된 반도체 소자의 스위칭을 제어하는 제어부(240)를 포함한다.The power supply means 200 receives the converted direct current from the converter 210 for rectifying the three-phase alternating current into direct current, the smoothing circuit 220 for smoothing the pulsation of the rectified direct current, and the smoothing circuit 220 to receive a predetermined It includes an inverter 230 that outputs a three-phase alternating current having a frequency and a controller 240 that controls switching of semiconductor devices included in the inverter 230 .

전자기 유도부(151)는 인버터(230)로부터 3상 교류 전류를 입력받아 금속 스트립에 수직으로 자기장을 가한다. 즉, 전자기 유도부(151)는 금속 스트립의 전/후면에 수직으로 자기장을 가한다.The electromagnetic induction unit 151 receives a three-phase alternating current from the inverter 230 and applies a magnetic field perpendicular to the metal strip. That is, the electromagnetic induction unit 151 applies a magnetic field perpendicular to the front/rear surface of the metal strip.

한편, 인버터(230)의 입력단의 전압 즉, DC 링크 전압을 제어하기 위해 평활회로 앞 단에 벅(Buck) 컨버터,부스트(Boost) 컨버터 또는 벅/부스트 컨버터로 구성된 DC/DC 컨버터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한,DC/DC 컨버터는 3상 인버터(330)의 출력단에 흐르는 전류를 측정하는 측정수단(미도시)으로부터, 측정된 전류를 입력받아 DC 링크 전압을 되먹임 제어할 수 있다. DC/DC 컨버터에 포함된 스위칭 소자를 PWM 제어하기 위해 별도의 제어부를 더 포함할 수도 있으며, 인버터(230)에 포함된 반도체 소자의 스위칭을 제어하는 제어부(240)가 DC/DC 컨버터의 제어를 병행하도록 구성될 수도 있다.On the other hand, in order to control the voltage of the input terminal of the inverter 230, that is, the DC link voltage, a DC/DC converter (not shown) including a buck converter, a boost converter, or a buck/boost converter in front of the smoothing circuit. may further include. In addition, the DC/DC converter may receive the measured current from a measuring means (not shown) for measuring the current flowing through the output terminal of the three-phase inverter 330 to feedback control the DC link voltage. A separate control unit may further include a separate control unit to PWM control the switching element included in the DC/DC converter, and the control unit 240 for controlling the switching of the semiconductor device included in the inverter 230 controls the DC/DC converter. It may be configured to run in parallel.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 자기 나이프의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a unit magnetic knife according to an embodiment of the present invention.

도 3에서는 컨버터(210)가 3상 전파정류회로(310)로 구현된 회로를 예시하고 있으며, 3상 하프-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 다이오드(311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f)로 구현되어 있다. 또한 도 3에서는 평활회로(220)가 3상 전파정류회로(320)의 양(Positive) 모선과 음(Negative) 모선 간에 직렬로 연결된 2개의커패시터(321, 322)로 구현된 회로(320)를 예시하고 있으며, 인버터(230)가 3개의 하프-브리지 인버터({331a,331d}, {331b, 331e}, {331c, 331e})를 포함하는 3상 인버터(310)로 구현된 회로를 예시하고 있다. 도 3에서는 도시되어 있지 않지만, 제어부는 3상 인버터(230)를 구성하는 6개의 반도체 스위칭 소자(331a~331f)의 ONOFF스위칭을 제어하는 구동신호(U+, U-, V+, V-, W+, W-)를 공급한다.3 illustrates a circuit in which the converter 210 is implemented as a three-phase full-wave rectifier circuit 310, and six diodes 311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f are connected to each other in a three-phase half-bridge manner. ) is implemented. In addition, in FIG. 3, the smoothing circuit 220 is a circuit 320 implemented with two capacitors 321 and 322 connected in series between a positive bus and a negative bus of the three-phase full-wave rectification circuit 320. In the illustration, the inverter 230 illustrates a circuit implemented as a three-phase inverter 310 including three half-bridge inverters {331a, 331d}, {331b, 331e}, {331c, 331e}) there is. Although not shown in FIG. 3, the control unit includes driving signals (U+, U-, V+, V-, W+, W-) is supplied.

먼저, 외부로부터 3상 교류전원(a,b,c)이 입력되면, 3상 전파정류회로(310)는 이를 정류하여 선간전압의 1.35배의 DC전압을 출력한다. 정류된 DC전압은 3상 전파정류회로(310)의 양 모선과 음 모선 간에 직렬로 연결된 2개의 커패시터(321, 322)에 충전되어 평활된 후 3상 인버터(330)에 인가된다.First, when the three-phase AC power source (a, b, c) is input from the outside, the three-phase full-wave rectification circuit 310 rectifies it and outputs a DC voltage 1.35 times the line voltage. The rectified DC voltage is applied to the three-phase inverter 330 after being charged and smoothed in two capacitors 321 and 322 connected in series between the positive and negative bus lines of the three-phase full-wave rectification circuit 310 .

3상 인버터(330)는 브릿지 접속된 반도체 스위칭 소자(331a~331f)와 각각의 반도체 스위칭 소자(331a~331f)에병렬 접속된 환류 다이오드(미도시)를 포함하며, 직류 전원 전압으로서 평활회로(320)의 출력이 인가된다.The three-phase inverter 330 includes a bridge-connected semiconductor switching element 331a to 331f and a freewheeling diode (not shown) connected in parallel to each of the semiconductor switching elements 331a to 331f, and a smoothing circuit ( 320) is applied.

제어부는 구동 신호(U+, U-, V+, V-, W+, W-)를 공급하여 3상 인버터의 반도체 스위칭 소자(331a~331f)의 ONOFF스위칭 동작을 제어함으로써, 평활회로의 출력인 직류전압을 쵸핑(Chopping)하여 펄스폭을 변화시켜 출력전압을 변화시키며, 동시에 주파수를 제어한다.The control unit supplies driving signals (U+, U-, V+, V-, W+, W-) to control the ON/OFF switching operation of the semiconductor switching elements 331a to 331f of the three-phase inverter, so that the DC voltage that is the output of the smoothing circuit The output voltage is changed by chopping and the pulse width is changed, and the frequency is controlled at the same time.

3상 인버터(330)에서는 3상의 교류전류가 출력되고, 출력된 3상의 교류전류는 전자기 유도부(350)의 각 상의권선에 공급된다.In the three-phase inverter 330 , three-phase alternating current is output, and the output three-phase alternating current is supplied to each phase winding of the electromagnetic induction unit 350 .

본 실시예에서 자기 나이프 장치는 전자기 유도부(350)에 DC 오프셋을 가진 3상의 교류전류를 인가함으로써DC 자기력과 AC 자기력을 동시에 구현하는 방식으로 동작한다. 즉, 하나의 3상 인버터(330)를 이용하여 하나의 전자석을 포함하는 전자기 유도부(350)에 DC 오프셋을 가진 3상의 교류전류를 인가함으로써 DC 전자석과AC 전자석을 동시에 구현하며, DC 전자석의 자기력을 이용하여 금속 스트립의 진동을 제어하고, AC 전자석에의해 도금층에 발생되는 로렌츠 힘을 이용하여 도금층의 두께를 조절하는 자기 나이프 기능을 수행한다.In this embodiment, the magnetic knife device operates in a manner that simultaneously implements a DC magnetic force and an AC magnetic force by applying a three-phase alternating current having a DC offset to the electromagnetic induction unit 350 . That is, by applying a three-phase alternating current having a DC offset to the electromagnetic induction unit 350 including one electromagnet using one three-phase inverter 330, a DC electromagnet and an AC electromagnet are simultaneously implemented, and the magnetic force of the DC electromagnet is applied. It controls the vibration of the metal strip by using a magnetic knife and controls the thickness of the plating layer by using the Lorentz force generated on the plating layer by the AC electromagnet.

이를 위해 제어부는 120˚씩 분리되어 스위칭 되는 세 개의 하프-브리지 인버터를 포함하는 3상 인버터(330)에 구동신호를 공급함에 있어, 각 하프-브리지 인버터의 상하 반도체 스위칭 소자(331a~331f)의 ON 시간을 다르게 해 줌으로써 DC 오프셋을 가진 3상의 교류전력을 생성한다.To this end, the control unit supplies a driving signal to the three-phase inverter 330 including three half-bridge inverters that are switched separately by 120˚, and the upper and lower semiconductor switching elements 331a to 331f of each half-bridge inverter By varying the ON time, three-phase AC power with DC offset is generated.

이와 같은 방식으로 3상 인버터(330)에 의해 생성된 3상의 교류전력을 각 상 별로 표현하면 도 4의 회로도와같다. 생성된 각 상은 120˚씩 위상차가 나는 상전압 Va, Vb, Vc를 가지며, 공통적으로 DC 오프셋 성분인 Vdc를 공통으로 가지게 된다.In this way, the three-phase AC power generated by the three-phase inverter 330 is expressed for each phase as shown in the circuit diagram of FIG. 4 . Each of the generated phases has phase voltages Va, Vb, and Vc with a phase difference of 120°, and has a common DC offset component, Vdc.

평활회로(320)로부터의 입력을 VS, 3상 인버터(330)에서 출력되는 각 상의 전압을 DVS라고 하고, 듀티비(Dutyratio)를 AC와 DC로 나누어 표현하면, DVS는 다음의 수학식 1 및 수학식 2로 표현된다. 여기서, Ddc는 DC 성분의 듀티비를 의미하며, 하프-브리지 인버터의 상하 반도체 스위칭 [0058] 소자({331a, 331d},{331b, 331e}, {331c, 331e})의 ON 시간의 차에 의해 결정된다. Dac는 AC 성분의 듀티비를 의미하며, 하프-브리지 인버터를 구동하는 PWM 신호의 생성에 사용된 삼각파와 사인파의 크기비에 의해 결정된다.If the input from the smoothing circuit 320 is VS, the voltage of each phase output from the three-phase inverter 330 is DVS, and the duty ratio is divided into AC and DC, DVS is expressed by the following Equations 1 and It is expressed by Equation (2). Here, Ddc means the duty ratio of the DC component, and the difference in ON time of the upper and lower semiconductor switching elements ({331a, 331d}, {331b, 331e}, {331c, 331e}) of the half-bridge inverter. is determined by Dac means the duty ratio of the AC component, and it is determined by the magnitude ratio of the triangular wave and the sine wave used to generate the PWM signal driving the half-bridge inverter.

제어부는 하프-브리지 인버터의 상하 반도체 스위칭 소자({331a, 331d}, {331b, 331e}, {331c, 331e})의 ON시간을 조절함으로써 Ddc 인자를 제어하며, 하프-브리지 인버터를 구동하는 PWM 신호의 생성에 사용된 삼각파와 사인파(변조전압:Modulation Voltage)의 변조비(Modulation Ratio)를 조절함으로써 구동신호인 펄스 파형의 Dac 인자를 제어한다. 예를 들어, 스위칭 주기동안 S1 스위치의 ON 시간을 0.6으로, S2 스위치의 ON 시간을0.4로 조절하는 경우에, Ddc는 S1과 S2 스위치의 ON 시간의 차이인 0.2가 되고, 결과적으로 각 상 전압에는0.2VS 만큼의 DC 오프셋 전압이 포함된다.The control unit controls the Ddc factor by adjusting the ON time of the upper and lower semiconductor switching elements ({331a, 331d}, {331b, 331e}, {331c, 331e}) of the half-bridge inverter, and a PWM driving the half-bridge inverter The Dac factor of the pulse waveform, which is the driving signal, is controlled by adjusting the modulation ratio of the triangular wave and the sine wave (modulation voltage) used to generate the signal. For example, in the case of adjusting the ON time of the S1 switch to 0.6 and the ON time of the S2 switch to 0.4 during the switching period, Ddc becomes 0.2, which is the difference between the ON times of the S1 and S2 switches, and as a result, each phase voltage includes a DC offset voltage of 0.2VS.

한편, 수학식 1 및 수학식 2에서 알 수 있듯이, 3상 인버터(330)의 출력에 영향을 미치는 인자는 듀티비 뿐만아니라 3상 인버터(330)의 입력 전압 즉, 평활회로(320)의 출력전압(DC 링크 전압)도 포함된다. 따라서 DC 링크 전압을 가변함으로써 3상 인버터(330)의 출력을 제어할 수 있다. 이를 위해 앞서 기술한 바와 같이 평활회로 앞 단에 벅(Buck) 컨버터, 부스트(Boost) 컨버터 또는 벅/부스트 컨버터로 구성된 DC/DC 컨버터를 포함할수 있다. 또한 3상 인버터(330)의 출력단에 흐르는 전류를 측정하는 측정수단을 더 포함하여, 측정된 전류를DC/DC 컨버터에 되먹임하여 DC 링크 전압을 제어할 수 있다.On the other hand, as can be seen from Equations 1 and 2, the factors affecting the output of the three-phase inverter 330 are not only the duty ratio but also the input voltage of the three-phase inverter 330, that is, the output of the smoothing circuit 320. voltage (DC link voltage) is also included. Therefore, it is possible to control the output of the three-phase inverter 330 by varying the DC link voltage. To this end, as described above, a DC/DC converter composed of a buck converter, a boost converter, or a buck/boost converter may be included in the front stage of the smoothing circuit. In addition, it is possible to control the DC link voltage by feeding back the measured current to the DC/DC converter by further including a measuring means for measuring the current flowing through the output terminal of the three-phase inverter 330 .

DC 오프셋을 가진 3상의 교류전압이 전자기 유도부(350)의 각 상의 권선에 인가되면, 각 상의 권선에는 다음의 수학식 3, 수학식 4와 같은 DC 전류와 AC 전류가 흐르게 된다. 여기서, R 및 L은 전자기 유도부의 각 권선의 저항 및 리액턴스 성분이다.When a three-phase AC voltage having a DC offset is applied to the windings of each phase of the electromagnetic induction unit 350, DC currents and AC currents as shown in Equations 3 and 4 below flow through the windings of each phase. where R and L are the resistance and reactance components of each winding of the electromagnetic induction part.

본 실시예의 자기 나이프 장치는 전자기 유도부의 권선에 흐르는 전류의 직류성분인 Idc에 의한 자기력 Fdc를이용하여 금속 스트립의 진동을 억제하고, 교류성분인 Iac에 의해 발생한 교번 자속을 통해 금속 스트립의 도금층에 유도 전류 및 로렌츠 힘을 발생시켜 도금층의 두께를 제어한다.The magnetic knife device of this embodiment suppresses the vibration of the metal strip by using the magnetic force Fdc by Idc, which is the DC component of the current flowing in the winding of the electromagnetic induction part, and applies the alternating magnetic flux generated by the AC component Iac to the plating layer of the metal strip. Control the thickness of the plating layer by generating an induced current and a Lorentz force.

한편, 본 실시예에서 예시한 자기 나이프 장치는 센서 형태의 위치감지 수단을 포함할 수 있으며, 기준면(x)에 대해 금속 스트립의 위치에 의해 결정되는 매개변수값을 감지하도록 구성된다.On the other hand, the magnetic knife device exemplified in this embodiment may include a position sensing means in the form of a sensor, and is configured to sense a parameter value determined by the position of the metal strip with respect to the reference plane (x).

이 경우 제어부는 위치감지 수단에 의해 감지된 매개변수값에 대응하여 어느 한쪽의 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 DC 오프셋을 조절한다. 즉, 제어부는 금속 스트립이 전자기 유도부 중 하나로부터 수직방 향으로 멀어질 때 그 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 DC 오프셋을 증가시키게끔 구성된다. 이렇게조절된 DC 오프셋에 따른 DC전류 성분의 세기에 대응하여 전자기 유도부는 금속 스트립에 자기력을 가하게 된다. 금속 스트립에 가해지는 자기력은 적어도 이동방향과 기준면에 대하여 수직인 힘의 성분을 포함한다.In this case, the control unit adjusts the DC offset of the three-phase alternating current applied to one of the electromagnetic induction units in response to the parameter values sensed by the position sensing means. That is, the control unit is configured to increase the DC offset of the three-phase alternating current applied to the electromagnetic induction portion when the metal strip moves away from one of the electromagnetic induction portions in the vertical direction. In response to the intensity of the DC current component according to the adjusted DC offset, the electromagnetic induction unit applies a magnetic force to the metal strip. The magnetic force applied to the metal strip includes at least a component of the force perpendicular to the direction of movement and the reference plane.

또한, 자기 나이프 장치는 한 쌍의 전자기 유도부 후단에 금속 스트립에 부착된 도금층의 두께를 측정하는 두께측정 수단을 더 포함할 수 있다.In addition, the magnetic knife device may further include a thickness measuring means for measuring the thickness of the plating layer attached to the metal strip at the rear end of the pair of electromagnetic induction units.

이 경우 제어부는 두께측정 수단에 의해 측정된 도금층의 두께에 대응하여 한 쌍의 전자기 유도부에서 발생되는 자기장의 세기를 조절하도록 구성된다. 즉, 제어부는 측정된 도금층의 두께를 기준값과 비교하여, 하프-브리지 인버터를 구동하는 PWM 신호의 생성에 사용된 삼각파와 사인파(변조전압)의 변조비를 조절함으로써 전자기 유도부에 인가되는 3상 교류전류의 전압을 제어하고 변조전압의 주파수를 조절함으로써 3상 교류전류의 주파수를 제어하여, 결과적으로 도금층에 발생하는 로렌츠 힘의 크기를 조절한다. 이를 통해 금속 스트립에 부착된 도금층의 두께를 일정한 값으로 유지할 수 있다.In this case, the control unit is configured to adjust the strength of the magnetic field generated by the pair of electromagnetic induction units in response to the thickness of the plating layer measured by the thickness measuring means. That is, the control unit compares the measured thickness of the plating layer with a reference value, and adjusts the modulation ratio of the triangular wave and the sine wave (modulation voltage) used to generate the PWM signal for driving the half-bridge inverter, whereby the three-phase alternating current applied to the electromagnetic induction unit By controlling the voltage of the current and adjusting the frequency of the modulation voltage, the frequency of the three-phase alternating current is controlled, and consequently the magnitude of the Lorentz force generated in the plating layer is adjusted. Through this, the thickness of the plating layer attached to the metal strip can be maintained at a constant value.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 자기장을 발생시키기 위한 전자기 유도부의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a schematic structure of an electromagnetic induction unit for generating a linear magnetic field according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 전자기 유도부는 금속 스트립의 가로 방향으로 배치된 전자석으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the electromagnetic induction unit may be composed of an electromagnet disposed in a transverse direction of the metal strip.

이는 선형 유도 전동기(Linear Induction Motor)의 1차 코어(primary core)의 형태와 동일하다.This is the same as the shape of the primary core of a linear induction motor.

전자기 유도부는 전원공급수단의 인버터부로부터 DC 오프셋을 가진 3상의 교류전류를 전달받아 이동 자계 및고정 자계를 발생시키고, 이동 자계에 의한 전자기력으로 도금층을 와이핑하여 도금층의 두께를 제어하고, 고정 자계에 의한 전자기력으로 금속 스트립의 진동을 억제한다. 각 전자기 유도부는 여러 개의 와이핑 극(wiping pole)이 각각 포함될 수 있다. 와이핑 극의 개수가 많아질수록 금속 스트립 상의 도금층에 작용하는로렌츠 힘은 증가하게 된다.The electromagnetic induction unit receives a three-phase alternating current with DC offset from the inverter unit of the power supply unit to generate a moving magnetic field and a fixed magnetic field, and controls the thickness of the plating layer by wiping the plating layer with electromagnetic force by the moving magnetic field, and the fixed magnetic field The vibration of the metal strip is suppressed by the electromagnetic force. Each electromagnetic induction unit may include a plurality of wiping poles, respectively. As the number of wiping poles increases, the Lorentz force acting on the plating layer on the metal strip increases.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of this embodiment, and a person skilled in the art to which this embodiment belongs may make various modifications and variations within a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are intended to explain rather than limit the technical spirit of the present embodiment, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of this embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

100: 도금욕 110: 금속 스트립
120: 침적롤 130: 상부롤
140: 권취롤 150: 자기 나이프 장치
160: 기준면 170: 냉각 장치
200: 전원공급수단 210: 컨버터
220: 평활회로 230: 인버터
240: 제어부 310: 3상 전파정류회로
320: 평활회로 330: 3상 인버터
350: 전자기 유도부
100: plating bath 110: metal strip
120: immersion roll 130: upper roll
140: winding roll 150: magnetic knife device
160: reference plane 170: cooling device
200: power supply means 210: converter
220: smoothing circuit 230: inverter
240: control unit 310: three-phase full-wave rectification circuit
320: smoothing circuit 330: three-phase inverter
350: electromagnetic induction unit

Claims (1)

금속 스트립의 연속 도금용 도금부착량 제어 장치에 있어서,
용융 도금욕에서 배출되어 상 방향으로 상승하는 금속 스트립에 수직으로 자기장이 가해지도록 상기 금속 스트립의 전면과 후면에 설치되는 한 쌍의 전자기 유도부; 및
상기 한 쌍의 전자기 유도부에 3상의 교류를 인가하되, DC 오프셋을 포함하는 전류를 인가하는 전원공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 연속 도금용 도금부착량 제어장치.
In the plating adhesion amount control device for continuous plating of a metal strip,
a pair of electromagnetic induction units installed on the front and rear surfaces of the metal strip so that a magnetic field is vertically applied to the metal strip that is discharged from the hot-dip plating bath and rises upward; and
and a power supply means for applying a three-phase alternating current to the pair of electromagnetic induction units and applying a current including a DC offset.
KR1020200127134A 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip KR20220043576A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200127134A KR20220043576A (en) 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200127134A KR20220043576A (en) 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220043576A true KR20220043576A (en) 2022-04-05

Family

ID=81182458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200127134A KR20220043576A (en) 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220043576A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA023794B1 (en) Apparatus for use in electrorefining and electrowinning
EP3379708B1 (en) Adjustable ac/dc conversion topology to regulate an isolated dc load with low ac ripple
KR20220043576A (en) Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip
US10938306B2 (en) Laser driving power source
KR20210003870A (en) Carrier frequency setting method, motor drive system and carrier frequency setting device
KR101442133B1 (en) Apparatus and Method for Continuous Coating of Metal Strip
US20100307924A1 (en) Power control device of a power network of an electrochemical coating facility
US6197179B1 (en) Pulse-modulated DC electrochemical coating process and apparatus
US20050281060A1 (en) Control of an inverter pulse-width modulator
JP5945511B2 (en) External power source cathodic protection device
JPH06136502A (en) Method for controlling coating weight in hot-dip metal plated steel strip by electromagnetic force
JP2009185337A (en) Automatic control method for electrodeposition film thickness
JPH06108220A (en) Method for controlling coating weight of hot-dip metal-coated steel strip by electromagnetic force
CN107088701B (en) A kind of direct contact type exchange trapezoidal wave aluminium resistance-welding process method
JPH1046310A (en) Hot dip coating method without using sinkroll and coating device
KR102066166B1 (en) Electrodeposition coating system increasing efficiency
JPH07113157A (en) Method for preventing attraction of steel strip to electromagnet in plating adhesion control by electromagnetic force
DE102010061326A1 (en) Electric generator for generating electrical power from a rotational force
KR20020052114A (en) A method for controlling the thickness of a galvanizing coating on a metallic object
JP3896030B2 (en) Frequency modulation control method in induction heating apparatus
CN111926279B (en) Double-frequency electromagnetic field cooperative flow sealing device and system for hot dip plating
US2432801A (en) Means for uniformly electric resistance heating continuously moving metal strip
KR950010244B1 (en) Method for converting a current to turn on a bridge in electro-plating bath
Bhooplapur AC drives in metal industries
KR101633222B1 (en) Power supply apparatus for aluminium anodic oxidation