WO2020060273A1 - 도금량 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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WO2020060273A1
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노일환
장태인
이원호
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Definitions

  • the present disclosure relates to a plating amount control device and a plating amount control method.
  • the hot dip plating process is a process of producing a plated steel sheet having improved corrosion resistance / abrasion resistance / heat resistance by plating molten metal on the surface of a hot rolled or cold rolled steel sheet.
  • a galvanized steel sheet there is a galvanized steel sheet, and the galvanized steel sheet is variously used in home appliances, automobiles, and construction.
  • the zinc hot dip galvanizing process consists of several unit sections for the purpose of heat treatment, plating, and the like.
  • the steel sheet passes through a zinc pot, an air knife, and a cooling device in sequence, and a galvanized layer is formed on the surface of the steel sheet.
  • the air knife is a facility that controls the thickness or plating amount of the surface, and adjusts the pressure of the jet (Air Jet) and the distance between the steel plate and the air knife to accurately control the plating amount.
  • the plating amount control is not correct, the plating process is performed with a target plating amount higher than the order plating amount to prevent the actual plating amount from being less than the order plating amount, and unnecessary zinc consumption occurs. In order to prevent this, the plating amount control must be accurate. Since the plating amount is measured after the plating layer is solidified, a very large measurement delay occurs. Therefore, there is a limit to general feedback control performance.
  • An object of the present invention is to provide a plating amount control device and a control method capable of compensating for a control reaction of an air knife drawing pressure.
  • the apparatus for controlling the plating amount of a steel sheet using an air knife derives a first air knife gap and a final air knife pressure for a target plating amount, and a second air for achieving the target plating amount at the current air knife pressure Final airknife gap according to the gap compensation ratio based on the gap compensation amount which is the difference between the second air knife gap and the first air knife gap and the air knife pressure fluctuation amount during the control cycle, and the air knife condition deriving unit for deriving the knife gap It includes an air knife pressure response compensation unit for determining, the control cycle is a cycle for updating the air knife conditions for the target plating amount.
  • the air knife pressure response compensator calculates the gap compensation ratio based on the amount of air knife pressure fluctuation during the control cycle when the control cycle is less than or equal to the pressure response period, and when the control cycle is longer than the pressure response period ,
  • the gap compensation ratio is set to zero, and the pressure response period may be a period in which the current air knife pressure reaches the final air knife pressure.
  • the air knife pressure response compensator may calculate the gap compensation ratio based on a value obtained by dividing the control period by the pressure response period when the control period is equal to or less than the pressure response period.
  • Tc may be the control cycle
  • Tp may be the pressure response period
  • the air knife pressure response compensator may calculate the final air knife gap by multiplying the gap compensation amount by the gap compensation ratio and adding the multiplied value to the first air knife gap.
  • the air knife pressure response compensator may calculate the final air knife gap by multiplying the gap compensation amount by the gap compensation ratio and adding the quantized result of the multiplied value to the first air knife gap.
  • the air knife pressure response compensator derives a third air knife gap for reaching the target plating amount with the current air knife pressure when the rate of change of the air knife pressure within a control cycle is equal to or greater than a predetermined threshold rate, and the third air A final air knife gap may be determined according to the gap compensation amount, which is a difference between the knife gap and the first air knife gap, and the gap compensation ratio.
  • the method for controlling the amount of plating of a steel sheet using an air knife includes: a step of controlling the amount of plating to derive a first air knife gap and a final air knife pressure for a target amount of plating; Deriving a second air knife gap for achieving the target plating amount at a knife pressure, the plating amount control device calculating a gap compensation amount that is a difference between the second air knife gap and the first air knife gap, and The plating amount control device calculates a gap compensation ratio based on the amount of air knife pressure fluctuation during a control period, and the plating amount control device determines a final air knife gap based on the gap compensation amount and the gap compensation ratio.
  • the control cycle may be a cycle for updating the air knife condition for the target plating amount.
  • the calculating of the gap compensation ratio may include calculating the gap compensation ratio based on the air knife pressure fluctuation amount during the control period when the control period is less than or equal to the pressure response period, and the control period responding to the pressure. If it is longer than the period, the gap compensation ratio includes setting to zero, and the pressure response period may be a period in which the current air knife pressure reaches the final air knife pressure.
  • the calculating of the gap compensation ratio when the control period is less than or equal to the pressure response period may include calculating the gap compensation ratio based on a value obtained by dividing the control period by the pressure response period.
  • Tc may be the control cycle
  • Tp may be the pressure response period
  • the determining of the final air knife gap may include calculating the final air knife gap by multiplying the gap compensation amount by the gap compensation ratio, and adding the multiplied value to the first air knife gap.
  • the gap compensation amount is multiplied by the gap compensation ratio, and the quantized result of the multiplied value is added to the first air knife gap to calculate the final air knife gap.
  • the plating amount control method may include deriving a third air knife gap for reaching the target plating amount with the current air knife pressure when the rate of change of the air knife pressure within a control cycle is equal to or greater than a predetermined threshold ratio, and the third air
  • the method may further include determining a final air knife gap according to the gap compensation amount, which is a difference between the knife gap and the first air knife gap, and the gap compensation ratio.
  • control reaction of the air knife pressure can be compensated, and through this, it is possible to work closer to the order plating amount, thereby providing an effect of reducing zinc consumption.
  • FIG. 1 is a view showing a plating apparatus and a plating amount control apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling the amount of plating according to an embodiment.
  • 3 is a graph showing a change in the pressure of the air knife to explain the method of calculating the gap compensation ratio.
  • 5 is a graph of the amount of plating, air knife pressure, and air knife gap showing improved effects through the embodiment.
  • the factors to adjust for plating amount control in the plating amount control system are the air knife gap and pressure.
  • the gap of the air knife is controlled by a mechanical device such as a motor-screw type, and accurately follows the indicated value of the gap provided by the plating amount control system with a fast response speed.
  • the control method varies depending on the fluid used, the control responsiveness is slow, and the error is relatively large.
  • N2 is used in the GI steel sheet production method
  • the pressure response of N2 is slow, so it can be controlled by placing more weight on the gap than pressure. It is common to use N2 in the production of GI, but in some cases air is used. However, even in this case, the pressure response is slower than the required response speed, and even when using N2 through the improved blower, the pressure response is still slower than the required response speed.
  • response delays and errors generated in pressure control for plating amount control are compensated using a gap.
  • FIG. 1 is a view showing a plating apparatus and a plating amount control apparatus according to an embodiment.
  • the plating apparatus 100 includes a plating port 110, a wiping unit 120 and a cooling unit 130.
  • the plating apparatus 100 may be a hot dip galvanizing apparatus.
  • the plating port 110 is for hot-dipping the steel sheet SS, and the steel sheet SS guided to the plating port 110 passes through the sink roll 111 disposed in the plating port 110.
  • the hot dip plating process is performed by being immersed in the molten metal 112.
  • the steel plate SS is shifted by the sink roll 111 and moves to the top of the plating port 110.
  • the steel plate SS having a surface plated by the molten metal 112 in the plating port 110 is drawn out to the upper portion of the plating port 110.
  • the steel sheet SS is made of a plated steel sheet through the wiping part 120 and the cooling part 130, which are sequentially arranged along the traveling direction.
  • the steel plate SS cooled through the cooling unit 130 proceeds to a subsequent process through the tension roll 140.
  • the plating solution may be zinc, zinc alloy, aluminum and / or aluminum alloy, or the like.
  • the wiping portion 120 is disposed on one or both sides of the steel plate at the rear end of the plating port 110 along the traveling direction of the steel plate SS to control the amount of plating on the steel plate.
  • the wiping part 120 includes air knives 121 and 122, and the air knives 121 and 122 are air knife pressures at a distance spaced apart by an air knife gap on a plated layer attached to the steel plate SS surface. The gas is injected to control the plating adhesion.
  • the air knife (121, 122) has a body extending in the width direction of the steel plate (SS) and a cryogenic liquid is circulated inside, and the tip of the body is inclined by the angle of the air knife with respect to the plated layer of the steel plate (SS) (Not shown) may be formed.
  • the gas injected from the air knife may be air or nitrogen.
  • Each of the air knives 121 and 122 may control the air knife gap and pressure according to the control signals AFC1 and AFC2 generated from the plating amount control device 200.
  • the cooling unit 130 may cool the steel plate SS through a mist spray or air spray on the plated layer on the surface of the steel plate SS.
  • the cooling bodies 131 and 132 may include a cooling roll (not shown) that extends in the width direction of the steel sheet and circulates a cryogenic liquid therein and pressurizes the plating layer on the surface of the steel sheet to apply cool air.
  • a plurality of such cooling rolls may be arranged in multiple stages at intervals along the traveling direction of the steel plate SS.
  • the plating amount control apparatus 200 includes an air knife condition derivation unit 210 and an air knife pressure response compensation unit 220.
  • the air knife condition derivation unit 210 receives a target plating amount and an operation condition, derives a first air knife gap g1 and a final air knife pressure pf for the target plating amount, and derives a target plating amount from the current air knife pressure.
  • the second air knife gap g2 to achieve is derived.
  • the air knife pressure response compensator 220 receives the control cycle Tc, the pressure response period Tp, the first and second air knife gaps g1 and g2, and the second air knife gap and the first air knife.
  • the final air knife gap is determined based on the gap compensation amount (g2-g1), which is the gap between the gaps, and the gap compensation ratio.
  • the control cycle Tc is a cycle for updating the air knife condition for the target plating amount.
  • the pressure response period Tp is a period from reaching the current air knife pressure to the final air knife pressure for the target plating amount.
  • the gap compensation ratio is calculated based on the amount of air knife pressure fluctuation during the control period Tc when the control period Tc is equal to or less than the pressure response period Tp.
  • the gap compensation rate when the control period Tc is longer than the pressure response period Tp may be '0'. For example, among the air knife conditions, the air knife gap and the air knife pressure are updated for each control cycle Tc. When the immediately preceding control cycle and the target plating amount are the same, the air knife gap and pressure of the immediately preceding cycle can be derived.
  • the air knife condition derivation unit 210 may derive a first air knife gap g1 and a final air knife pressure pf for a target plating amount using a plating amount prediction model.
  • the plating amount prediction model may be expressed as a function that takes operating conditions such as line speed, air knife gap, and air knife pressure as input, and outputs plating amount as output. For example, it is represented by Equation 1, which is a function for inputting line speed (V), air knife gap (G), air knife pressure (P), etc., and deriving the predicted plating amount (CP) as output. You can.
  • the air knife condition derivation unit 210 may calculate a first air knife gap g1 and a final air knife pressure pf by inversely calculating a plating amount prediction model to which the target plating amount is applied.
  • the invention is not limited to this, for example, the first air knife gap g1 and the final air knife pressure pf are derived through control by a regression model, or similar to the current operating conditions in accumulated operating conditions.
  • the first air knife gap g1 and the final air knife pressure pf may be derived based on the operating conditions.
  • the air knife pressure response compensator 200 may determine a gap compensation ratio based on a result of comparing the control period and the pressure response period.
  • the air knife pressure continues to fluctuate toward the final air knife pressure (p1), so if the gap compensation amount is applied at 100% for each control cycle (Tc), the air knife pressure that fluctuates during the control cycle (Tc) is not reflected. . Then, the actual plating amount does not converge to the target plating amount, and the difference may increase. Therefore, the gap compensation amount is determined in consideration of the control cycle and the pressure response.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling the amount of plating according to an embodiment.
  • the air knife condition derivation unit 210 uses the plating amount control model to apply the first air knife gap g1 and the final air knife pressure to achieve the target plating amount. Derive (pf) (step S1). At this time, data for the target plating amount and operation conditions may be input to the air knife condition deriving unit 210.
  • the air knife condition deriving unit 210 derives a second air knife gap g2 for achieving a target plating amount under the current air knife pressure condition using the plating amount control model (step S2).
  • the air knife pressure response compensator 220 calculates the gap compensation amount g2-g1 by subtracting the first air knife gap g1 from the second air knife gap g2 (step S3).
  • the air knife pressure response compensator 220 compares the control cycle Tc and the pressure response period Tp (step S4).
  • step S4 when the control period Tc is longer than the pressure response period Tp, the gap compensation ratio becomes '0' (step S5). Then, the final air knife gap gf is set as the first air knife gap g1 (step S6).
  • step S4 when the control cycle Tc is less than or equal to the pressure response period Tp, the air knife pressure response compensator 220 sets the gap compensation ratio based on the variation amount of the air knife pressure during the control cycle Tc. Calculate (step S7).
  • 3 is a graph showing a change in the pressure of the air knife to explain the method of calculating the gap compensation ratio.
  • 'x' represents the amount of change in the air knife pressure during the control cycle Tc.
  • the air knife pressure at the intermediate point Tc / 2 of the control cycle Tc is set as the variation amount of the air knife pressure during the control cycle Tc. This is a value corresponding to the average of the air knife pressure during the control cycle Tc, and the invention is not limited thereto as an example applied to the embodiment.
  • 'y' is the difference between the air knife pressure fluctuation and the air knife pressure p1 during the control cycle Tc, and in an embodiment, the gap compensation ratio is determined according to 'y'. Specifically, the gap compensation ratio is y: p1, which can be expressed as Equation (2).
  • the air knife pressure response compensator 220 calculates the final air knife gap gf by multiplying the gap compensation amount calculated in step S3 by the gap compensation ratio calculated in step S7 (step S8).
  • the final air knife gap calculated in step S8 may be expressed as Equation (4).
  • the final air knife gap gf determined as described above may be applied to a corresponding one of the air knives 121 and 122 together with the final air knife pressure pf. Or the same applies to both air knives (121, 122). Alternatively, other final air knife gaps and final air knife pressures generated in the same manner may be applied to the other air knife.
  • the air knife gap compensation ratio can be adjusted according to the pressure responsiveness of the gas injected from the air knife.
  • the gap compensation ratio may be '0' when air having a relatively short pressure response period is used, and the gap compensation ratio may be '1-Tc / 2Tp' when nitrogen having a long pressure response period is used. have.
  • the plating amount control device 200 is based on the current air knife pressure regardless of the control cycle Tc when the rate of change of the air knife pressure within the control cycle Tc is greater than or equal to a threshold ratio in order to minimize the adverse effect caused by air knife gap compensation. As a result, the air knife gap for reaching the target plating amount can be calculated and applied again.
  • the air knife pressure changes rapidly within the control cycle and approaches the target pressure. In this case, if the current air knife gap is maintained, adverse effects due to gap compensation may occur. In order to prevent this, when the rate of change of the air knife pressure in the control cycle Tc is equal to or greater than the threshold rate, the air knife gap may be calculated based on the current air knife pressure even if the control price Tc has not yet elapsed.
  • the control cycle has not yet elapsed, but the air knife pressure change rate is greater than or equal to the critical ratio, a new air knife gap for reaching the target plating amount with the current air knife pressure is derived, and the first air knife gap and the newly drawn air
  • the final air knife gap can be calculated by multiplying the gap compensation ratio, which is the difference between knife gaps, by the gap compensation ratio.
  • Equation 4 the "(g2-g1) * (1-Tc / 2Tp)" item may be quantized as shown in FIG. 4 to lower the load of the air knife gap adjusting motor.
  • 5 is a graph of the amount of plating, air knife pressure, and air knife gap showing improved effects through the embodiment.
  • the difference CP2 between the target plating amount and the actual plating amount is much smaller than the conventional plating amount difference CP1.
  • the air knife gap is gf1 from time point T1 according to the air knife gap compensation. That is, when the air knife pressure is reduced by pressure hunting, the air knife gap is derived as a value to compensate for it. Then, regardless of the pressure hunting, the air knife gap is compensated according to the pressure change compared to the conventional method in which the air knife gap is derived in accordance with the target pressure, so that the rapid plating amount deviation due to the pressure hunting can be reduced through the air knife gap compensation. .
  • the gap of the air knife follows the indication value within a few seconds, and the air knife pressure takes a matter of several tens of seconds depending on the responsiveness to the indication value. That is, the time it takes for the actual plating amount to follow the target plating amount is as long as the air knife pressure follows the indicated value. Then, even if the optimum air knife gap and pressure for the target plating amount were calculated, the actual air knife pressure was not accurately reflected, resulting in deterioration of the plating amount control consistency.
  • the plating amount control consistency can be improved without providing a separate pressure control facility, and an effect of not requiring additional cost or management can be provided.

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Abstract

에어나이프를 이용한 강판의 도금량 제어 장치는, 목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭 및 최종 에어나이프 압력을 도출하고, 현재 에어나이프 압력에서 상기 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어 나이프 갭을 도출하는 에어나이프 조건 도출부, 및 상기 제2 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 제어주기 동안의 에어나이프 압력 변동량에 기초한 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정하는 에어나이프 압력 응답 보상부를 포함하고, 상기 제어주기는 상기 목표 도금량에 대한 에어나이프 조건을 갱신하는 주기일 수 있다.

Description

도금량 제어 장치 및 제어 방법
본 개시는 도금량 제어 장치 및 도금량 제어 방법에 관한 것이다.
용융 도금 공정은 열연 혹은 냉연 강판 표면에 용융 금속을 도금 처리 하여 내식성/내마모성/내열성 등을 향상시킨 도금 강판을 생산하는 공정이다. 일 예로, 아연 도금 강판이 있으며, 아연 도금 강판은 가전기기, 자동차, 건축 등에 다양하게 사용된다.
아연 용융 도금 공정은 열처리,도금 등을 목적으로 하는 몇 개의 단위 섹션(section)으로 구성된다. 이 중 도금 섹션에서 강판은 용융 아연이 담겨있는 도금 포트(Zinc Pot), 에어나이프, 냉각 장치를 차례로 통과하고, 강판의 표면에 아연 도금층이 형성된다. 도금 섹션에서 에어나이프는 표면의 도금층 두께 또는 도금량을 제어하는 설비로, 도금량을 정확히 제어하기 위해 분사되는 기체(Air Jet) 의 압력과 강판과 에어나이프의 간격을 조정한다.
도금량 제어가 정확하지 않을 경우, 주문 도금량 보다 실제 도금량이 적은 것을 방지하기 위해 주문 도금량 보다 더 높은 목표 도금량으로 도금 공정이 수행되고, 불필요한 아연 소모가 발생한다. 이를 방지하기 위해서는 도금량 제어가 정확해야 하는데, 도금량은 도금층이 응고된 이후 측정되기 때문에 매우 큰 측정 지연이 발생한다. 따라서 일반적인 피드백 제어 성능에 한계가 있다.
종래의 도금량 제어는 주로 조업자의 수동 조업으로 이루어졌다. 근래에는 예측 모델 등을 이용한 에어나이프 제어로 자동화가 진행되는 추세에 있다. 도금량 제어의 자동화를 위해서는 제어 시스템에서 지시한 에어나이프 운전 조건이 설비에 신속 정확하게 반영되어야 한다. 그러나 에어나이프의 조업조건, 그 중 특히 목표 도금량이 변경될 때 압력은 현재의 값과 제어 목적치에 따라 반응이 느려 지시 값을 추종하는데 시간이 소요되고, 제어 오차도 비교적 큰 편이다.
에어나이프 도출 압력의 제어 반응을 보상할 수 있는 도금량 제어 장치 및 제어 방법을 제공하고자 한다.
발명의 한 특징에 따른 에어나이프를 이용한 강판의 도금량 제어 장치는, 목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭 및 최종 에어나이프 압력을 도출하고, 현재 에어나이프 압력에서 상기 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어 나이프 갭을 도출하는 에어나이프 조건 도출부, 및 상기 제2 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 제어주기 동안의 에어나이프 압력 변동량에 기초한 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정하는 에어나이프 압력 응답 보상부를 포함하고, 상기 제어주기는 상기 목표 도금량에 대한 에어나이프 조건을 갱신하는 주기이다.
상기 에어나이프 압력 응답 보상부는, 상기 제어주기가 압력 응답 기간 이하인 경우, 상기 제어주기 동안의 상기 에어나이프 압력 변동량에 기초하여 상기 갭 보상비율을 산출하고, 상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 보다 긴 경우, 상기 갭 보상비율은 영으로 설정하며, 상기 압력 응답 기간은 상기 현재 에어 나이프 압력이 상기 최종 에어나이프 압력에 도달하는 기간일 수 있다.
상기 에어나이프 압력 응답 보상부는, 상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 이하인 경우, 상기 제어주기를 상기 압력 응답 기간으로 나눈 값에 기초하여 상기 갭 보상 비율을 산출할 수 있다.
상기 갭 보상 비율은 아래 수학식을 따르고,
(갭 보상 비율) = 1 - Tc/2Tp, (Tp >= Tc)
(갭 보상 비율) = 0, (Tp < Tc),
Tc는 상기 제어주기고, Tp는 상기 압력 응답 기간일 수 있다.
상기 에어나이프 압력 응답 보상부는, 상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값을 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출할 수 있다.
상기 에어나이프 압력 응답 보상부는, 상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값의 양자화한 결과를 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출할 수 있다.
상기 에어나이프 압력 응답 보상부는, 한 제어주기 내에서 에어나이프 압력 변화율이 소정의 임계 비율 이상인 경우, 현재 에어나이프 압력으로 상기 목표 도금량에 도달하기 위한 제3 에어나이프 갭을 도출하고, 상기 제3 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 상기 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 에어나이프를 이용한 강판의 도금량 제어 방법은, 도금량 제어 장치가, 목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭 및 최종 에어나이프 압력을 도출하는 단계, 상기 도금량 제어 장치가, 현재 에어나이프 압력에서 상기 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어 나이프 갭을 도출하는 단계, 상기 도금량 제어 장치가, 상기 제2 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량을 산출하는 단계, 상기 도금량 제어 장치가, 제어주기 동안의 에어나이프 압력 변동량에 기초한 갭 보상비율을 산출하는 단계, 상기 도금량 제어 장치가, 상기 갭 보상량 및 상기 갭 보상비율에 기초하여 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 제어주기는 상기 목표 도금량에 대한 에어나이프 조건을 갱신하는 주기일 수 있다.
상기 갭 보상비율을 산출하는 단계는, 상기 제어주기가 압력 응답 기간 이하인 경우, 상기 제어주기 동안의 상기 에어나이프 압력 변동량에 기초하여 상기 갭 보상비율을 산출하는 단계, 및 상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 보다 긴 경우, 상기 갭 보상비율은 영으로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 압력 응답 기간은 상기 현재 에어 나이프 압력이 상기 최종 에어나이프 압력에 도달하는 기간일 수 있다.
상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 이하인 경우에서의 상기 갭 보상비율을 산출하는 단계는, 상기 제어주기를 상기 압력 응답 기간으로 나눈 값에 기초하여 상기 갭 보상 비율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 갭 보상 비율은, 아래 수학식을 따르고,
(갭 보상 비율) = 1 - Tc/2Tp, (Tp >= Tc)
(갭 보상 비율) = 0, (Tp < Tc),
Tc는 상기 제어주기고, Tp는 상기 압력 응답 기간일 수 있다.
상기 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계는, 상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값을 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계는, 상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값의 양자화한 결과를 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출할 수 있다.
상기 도금량 제어 방법은, 한 제어주기 내에서 에어나이프 압력 변화율이 소정의 임계 비율 이상인 경우, 현재 에어나이프 압력으로 상기 목표 도금량에 도달하기 위한 제3 에어나이프 갭을 도출하는 단계, 및 상기 제3 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 상기 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예를 통해서 에어나이프 압력의 제어 반응을 보상할 수 있고, 이를 통해서 주문 도금량에 더 가깝게 작업이 가능하여 아연 소모를 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 도금 장치 및 도금량 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 도금량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 갭 보상비율을 산출하는 방법을 설명하기 위해서 에어나이프 압력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 양자화에 관한 일 예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시 예를 통해 개선된 효과를 나타낸 도금량, 에어나이프 압력, 및 에어나이프 갭의 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도금량 제어 시스템에서 도금량 제어를 위해 조정하는 인자는 에어나이프의 갭과 압력이다. 이 중 에어나이프의 갭은 모터-스크류 방식 등의 기계 장치로 제어되어 도금량 제어 시스템에서 제공하는 갭의 지시값을 빠른 응답 속도로 정확하게 추종한다. 그러나 압력의 경우 사용 유체에 따라 제어 방식이 다양하고, 제어 반응성이 느리며 오차도 비교적 크다. GI 강판 생산 방식 중 N2를 사용하는 경우, N2의 압력 응답이 느려 압력 보다 갭에 더 비중을 두어 제어할 수있다. GI 생산 시 N2를 사용하는 것이 통상적이나, 공기(AIR)를 사용하는 경우도 있다. 그러나 이 경우에도 압력 응답이 필요한 응답 속도에 비해 느리고, 성능이 개선된 블러워를 통해 N2를 사용하는 경우에도 압력 응답이 필요한 응답 속도에 비해 여전히 느리다.
실시 예에서는, 도금량 제어를 위한 압력 제어에서 발생되는 응답 지연 및 오차를 갭을 이용하여 보상한다.
도 1은 실시 예에 따른 도금 장치 및 도금량 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도금 장치(100)는 도금 포트(110), 와이핑부(120) 및 냉각부(130)를 포함한다. 실시예에서, 도금 장치(100)는 용융 아연 도금 장치일 수 있다.
도금 포트(110)는 강판(SS)을 용융 도금하기 위한 것으로, 도금 포트(110)로 안내된 강판(SS)은 도금 포트(110) 내에 배치된 싱크롤(sink roll)(111)을 지나면서 용융 금속(112)에 담겨 용융 도금 공정이 진행된다. 강판(SS)은 싱크롤(111)에 의해 진행 방향이 전환되어 도금 포트(110) 상부로 이동한다. 도금 포트(110) 내의 용융 금속(112)에 의해 표면이 도금된 강판(SS)은 도금 포트(110) 상부로 인출된다. 강판(SS)은 진행 방향을 따라 차례로 배치된 와이핑부(120) 및 냉각부(130)를 거쳐 도금 강판으로 제조된다. 냉각부(130)를 거쳐 냉각된 강판(SS)은 텐션롤(140)을 거쳐 후속 공정으로 진행된다.
실시예에서, 도금 용액은 아연, 아연 합금, 알루미늄 및/또는 알루미늄 합금 등이 사용될 수 있다.
와이핑부(120)는 강판(SS)의 진행 방향을 따라 도금 포트(110) 후단에서 강판의 일면 또는 양면에 배치되어 강판의 도금 부착량을 제어한다. 와이핑부(120)는 에어 나이프(air knife)(121, 122)를 포함하며, 에어 나이프(121, 122)는 강판(SS) 표면에 부착된 도금층에 에어 나이프 갭만큼 이격된 거리에서 에어 나이프 압력으로 기체를 분사하여 도금 부착량을 조절한다. 예를 들면, 에어 나이프(121, 122)는 강판(SS) 폭방향으로 연장되고 내부에는 극저온 액체가 순환되는 바디를 가지고, 바디 선단에는 강판(SS)의 도금층에 대해서 에어 나이프 각도만큼 기울어진 팁(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다. 에어 나이프로부터 분사되는 기체는 공기 또는 질소 등일 수 있다.
에어 나이프(121, 122) 각각은 도금량 제어 장치(200)로부터 생성된 제어 신호(AFC1, AFC2)에 따라 에어 나이프 갭 및 압력을 제어할 수 있다.
냉각부(130)는 강판(SS) 표면의 도금층에 미스트(mist) 분무 또는 공기(AIR) 분사를 통해 강판(SS)을 냉각할 수 있다. 예를 들면, 냉각체(131, 132)는 강판 폭방향으로 연장되고 내부에는 극저온 액체가 순환되며 강판 표면의 도금층에 가압되어 냉기를 가하는 냉각롤(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 이러한 냉각롤은 복수 개가 강판(SS)의 진행 방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치될 수 있다.
도금량 제어 장치(200)는 에어나이프 조건 도출부(210) 및 에어나이프 압력 응답 보상부 (220)를 포함한다.
에어나이프 조건 도출부(210)는 목표 도금량 및 조업 조건을 입력받고, 목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭(g1) 및 최종 에어나이프 압력(pf)을 도출하고, 현재 에어나이프 압력에서 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어 나이프 갭(g2)을 도출한다.
에어나이프 압력 응답 보상부(220)는 제어주기(Tc), 압력 응답 기간(Tp), 제1 및 제2 에어나이프 갭(g1, g2)을 수신하고, 제2 에어나이프 갭과 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량(g2-g1)과 갭 보상비율에 기초하여 최종 에어나이프 갭을 결정한다. 제어주기(Tc)는 목표 도금량에 대한 에어나이프 조건을 갱신하는 주기이다. 압력 응답 기간(Tp)은 현재 에어나이프 압력에서 목표 도금량에 대한 최종 에어나이프 압력까지 도달하는데 걸리는 기간이다.
갭 보상비율은 제어주기(Tc)가 압력 응답 기간(Tp) 이하인 경우, 제어주기(Tc) 동안의 에어나이프 압력 변동량에 기초하여 산출된다. 제어주기(Tc)가 압력 응답 기간(Tp) 보다 긴 경우의 갭 보상율은 '0'일 수 있다. 예를 들어, 에어나이프 조건 중 에어나이프 갭 및 에어나이프 압력이 제어주기(Tc)마다 갱신되는데, 직전 제어주기와 목표 도금량이 동일한 경우, 직전 주기의 에어나이프 갭 및 압력이 도출될 수 있다.
에어나이프 조건 도출부(210)는 도금량 예측 모델을 이용하여 목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭(g1) 및 최종 에어나이프 압력(pf)을 도출할 수 있다.
도금량 예측 모델은 라인 속도, 에어 나이프 갭, 및 에어 나이프 압력 등과 같은 조업 조건을 입력으로 하고, 도금량을 출력으로 하는 함수로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 라인 속도(V), 에어 나이프(air knife) 갭(G), 에어 나이프 압력(P) 등을 입력으로 하고, 예측도금량(CP)을 출력으로 도출하는 함수인 수학식 1로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019012215-appb-I000001
에어나이프 조건 도출부(210)는 목표 도금량이 적용된 도금량 예측 모델을 역산하여 제1 에어나이프 갭(g1) 및 최종 에어나이프 압력(pf)을 도출할 수 있다.
그러나 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 회귀 모델에 의한 제어를 통해 제1 에어나이프 갭(g1) 및 최종 에어나이프 압력(pf)이 도출되거나, 축적된 조업 조건에서 현재 조업 조건과 유사한 조업 조건에 기초해 제1 에어나이프 갭(g1) 및 최종 에어나이프 압력(pf)이 도출될 수 있다.
에어나이프 압력 응답 보상부(200)는 제어주기와 압력 응답 기간을 비교한 결과에 기초하여 갭 보상비율을 결정할 수 있다. 도금 조업 중 에어나이프 압력은 최종 에어나이프 압력(p1)을 향해 계속 변동하고 있으므로, 제어주기(Tc)마다 갭 보상량을 100% 적용하면 제어주기(Tc) 동안 변동되는 에어나이프 압력이 반영되지 않는다. 그러면 실제 도금량이 목표 도금량으로 수렴하지 않고 그 차가 증가할 수 있다. 그러므로 제어주기와 압력 응답을 고려하여 갭 보상량을 결정한다.
이하, 도 2를 참조하여 실시 예에 따른 도금량 제어 장치의 최종 에어나이프 갭 산출 방법을 설명한다.
도 2는 실시 예에 따른 도금량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 새로운 제어주기(Tc)가 시작되면(S0 단계), 에어나이프 조건 도출부(210)는 도금량 제어 모델을 이용하여 목표 도금량을 달성하기 위한 제1 에어나이프 갭(g1) 및 최종 에어나이프 압력(pf)을 도출한다(S1 단계). 이 때, 에어나이프 조건 도출부(210)에는 목표 도금량 및 조업 조건에 대한 데이터가 입력될 수 있다.
에어나이프 조건 도출부(210)는 도금량 제어 모델을 이용하여 현재 에어나이프 압력 조건에서 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어나이프 갭(g2)을 도출한다(S2 단계).
이어서, 에어나이프 압력 응답 보상부(220)는 제2 에어나이프 갭(g2)에서 제1 에어나이프 갭(g1)을 차감하여 갭 보상량(g2-g1)을 산출한다(S3 단계).
한편, 에어나이프 압력 응답 보상부(220)는 제어주기(Tc)와 압력 응답 기간(Tp)을 비교한다(S4 단계).
S4 단계의 비교 결과, 제어주기(Tc)가 압력 응답 기간(Tp) 보다 긴 경우 갭 보상비율은 '0'이 된다(S5 단계). 그러면, 최종 에어나이프 갭(gf)은 제1 에어나이프 갭(g1)으로 설정된다(S6 단계).
S4 단계의 비교 결과, 제어주기(Tc)가 압력 응답 기간(Tp) 이하인 경우, 에어나이프 압력 응답 보상부(220)는 제어주기(Tc) 동안의 에어나이프 압력의 변동량에 기초하여 갭 보상비율을 산출한다(S7 단계).
도 3은 갭 보상비율을 산출하는 방법을 설명하기 위해서 에어나이프 압력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3에서 'x'는 제어주기(Tc) 동안 에어나이프 압력의 변동량을 나타낸다. 실시 예에서는 제어주기(Tc)의 중간 시점(Tc/2)의 에어나이프 압력이 제어주기(Tc) 동안 에어나이프 압력의 변동량으로 설정된다. 이는 제어주기(Tc) 동안의 에어나이프 압력의 평균에 해당하는 값으로, 실시 예에 적용되는 일 예로서 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에서 'y'는 제어주기(Tc) 동안의 에어나이프 압력 변동과 에어나이프 압력(p1) 간의 차로, 실시 예에서는 갭 보상비율이 'y'에 따라 결정된다. 구체적으로, 갭 보상비율은 y:p1이고, 이를 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2019012215-appb-I000002
제어주기(Tc)와 압력 응답 기간(Tp)을 비교한 결과에 따라 갭 보상비율을 정리하면 수학식 3과 같다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2019012215-appb-I000003
, (Tp >= Tc)
Figure PCTKR2019012215-appb-I000004
, (Tp < Tc)
에어나이프 압력 응답 보상부(220)는 S3 단계에서 산출된 갭보상량과 S7단계에서 산출된 갭 보상비율을 곱하여 최종 에어나이프 갭(gf)을 산출한다(S8 단계). S8 단계에서 산출된 최종 에어나이프 갭은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2019012215-appb-I000005
이렇게 결정된 최종 에어나이프 갭(gf)은 최종 에어나이프 압력(pf)과 함께 에어나이프(121, 122) 중 대응하는 하나에 적용될 수 있다. 또는 두 에어나이프(121, 122) 모두에 동일하게 적용될 있다. 또는 다른 하나의 에어나이프에 대해서도 동일한 방식으로 생성된 다른 최종 에어나이프 갭 및 최종 에어나이프 압력이 적용될 수 있다.
에어나이프 갭 보상비율은 에어나이프로부터 분사되는 기체의 압력 응답성에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 압력 응답 기간이 상대적으로 짧은 공기를 사용한 경우에서는 갭 보상비율이 '0'일 수 있고, 압력 응답 기간이 긴 질소를 사용한 경우에서는 갭 보상비율이 '1 - Tc/2Tp'일 수 있다.
도금량 제어 장치(200)는 에어나이프 갭 보상에 의한 역효과를 최소화 하기 위하여, 제어주기(Tc) 내에서 에어나이프 압력 변화율이 임계 비율 이상인 경우, 제어주기(Tc)와 상관없이 현재 에어나이프 압력을 기준으로 목표 도금량에 도달하기 위한 에어나이프 갭을 다시 계산하여 적용할 수 있다.
에어나이프 압력이 제어주기 내에서 급격히 변하여 목표 압력에 가까워지는 경우가 있다. 이 경우에 현재 에어나이프 갭을 유지할 경우 갭 보상에 의한 역효과가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 제어주기(Tc) 내에서 에어나이프 압력 변화율이 임계 비율 이상인 경우에는, 제어주가(Tc)가 아직 경과하지 않았더라도, 현재 에어나이프 압력을 기준으로 다시 에어나이프 갭을 계산할 수 있다.즉, 아직 제어주기가 경과하지 않았으나, 에어나이프 압력 변화율이 임계 비율 이상인 경우, 현재 에어나이프 압력으로 목표 도금량에 도달하기 위한 에어나이프 갭을 새로 도출하고, 제1 에어나이프 갭과 새로 도출된 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량에 갭 보상비율을 곱하여 최종 에어나이프 갭을 산출할 수 있다.
또한, 갭 보상에 의한 최종 에어나이프 갭이 빈번하게 변화하여 에어나이프 갭을 조절하는 모터의 부하가 과도할 수 있다. 이를 방지하기 위해서 수학식 4에서, "(g2-g1)*(1 - Tc/2Tp)" 항목을 도 4와 같이 양자화(quantizing)하여 에어나이프 갭 조절 모터의 부하를 낮출 수 있다.
도 4는 양자화에 관한 일 예를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 입력인 "(g2-g1)*(1 - Tc/2Tp)" 항목의 값이 0~△일 때 출력은 △/2이고, 입력이 △~2△일 때 출력은 3△/2이며, 입력이 2△~3△일 때 출력은 5△/2이고, 입력이 3△~4△일 때 출력은 7△/2인 식의 양자화가 실시 예에 적용될 수 있다.
도 5는 실시 예를 통해 개선된 효과를 나타낸 도금량, 에어나이프 압력, 및 에어나이프 갭의 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 에어나이프 갭 보상 전에 비해서, 에어나이프 갭 보상 후의 도금량 편차가 급격히 감소함을 알 수 있다.
특히, 압력 헌팅이 발생하는 시점 T2에서도, 목표 도금량과 실제 도금량 간의 차(CP2)는 종래의 도금량 차(CP1)에 비해 훨씬 작다. 이는 에어나이프 갭 보상에 따라 시점 T1부터 에어나이프 갭이 gf1이기 때문이다. 즉, 압력 헌팅에 의해 에어나이프 압력이 감소하는 경우, 에어나이프 갭은 이를 보상하기 위한 값으로 도출된다. 그러면, 압력 헌팅에 관계 없이 목표 압력에 맞춰 에어나이프 갭이 도출되는 종래에 비해, 압력 변화에 따라 에어나이프 갭이 보상되므로, 압력 헌팅에 의한 급격한 도금량 편차를 에어나이프 갭 보상을 통해 감소시킬 수 있다.
종래 도금량 제어 시스템에서는, 에어나이프의 갭은 수초내에 지시값을 추종하고, 에어나이프 압력은 지시값까지 응답성에 따라 수십초에서 수분이 걸리는 문제가 있다. 즉, 실제 도금량이 목표 도금량을 추종하는데 걸리는 시간은 에어나이프 압력이 지시값을 추종하는 시간만큼 소요된다. 그러면, 목표 도금량에 대한 최적 에어나이프 갭과 압력을 계산하더라도, 실제 에어나이프 압력이 정확히 반영되지 않아 도금량 제어 정합성을 떨어뜨리는 결과가 발생하였다. 실시 예에서는 별도의 압력 제어 설비를 신설하는 것 없이 도금량 제어 정합성을 개선하고, 추가적인 비용이나 관리를 필요로 하지 않는 효과를 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 에어나이프를 이용한 강판의 도금량 제어 장치에 있어서,
    목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭 및 최종 에어나이프 압력을 도출하고, 현재 에어나이프 압력에서 상기 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어 나이프 갭을 도출하는 에어나이프 조건 도출부, 및
    상기 제2 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 제어주기 동안의 에어나이프 압력 변동량에 기초한 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정하는 에어나이프 압력 응답 보상부를 포함하고,
    상기 제어주기는 상기 목표 도금량에 대한 에어나이프 조건을 갱신하는 주기인 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어나이프 압력 응답 보상부는,
    상기 제어주기가 압력 응답 기간 이하인 경우, 상기 제어주기 동안의 상기 에어나이프 압력 변동량에 기초하여 상기 갭 보상비율을 산출하고,
    상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 보다 긴 경우, 상기 갭 보상비율은 영으로 설정하며,
    상기 압력 응답 기간은 상기 현재 에어 나이프 압력이 상기 최종 에어나이프 압력에 도달하는 기간인 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에어나이프 압력 응답 보상부는,
    상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 이하인 경우,
    상기 제어주기를 상기 압력 응답 기간으로 나눈 값에 기초하여 상기 갭 보상 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 갭 보상 비율은 아래 수학식을 따르고,
    (갭 보상 비율) = 1 - Tc/2Tp, (Tp >= Tc)
    (갭 보상 비율) = 0, (Tp < Tc),
    Tc는 상기 제어주기고, Tp는 상기 압력 응답 기간인 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어나이프 압력 응답 보상부는,
    상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값을 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에어나이프 압력 응답 보상부는,
    상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값의 양자화한 결과를 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에어나이프 압력 응답 보상부는,
    한 제어주기 내에서 에어나이프 압력 변화율이 소정의 임계 비율 이상인 경우,
    현재 에어나이프 압력으로 상기 목표 도금량에 도달하기 위한 제3 에어나이프 갭을 도출하고, 상기 제3 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 상기 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 장치.
  8. 에어나이프를 이용한 강판의 도금량 제어 방법에 있어서,
    도금량 제어 장치가, 목표 도금량에 대한 제1 에어나이프 갭 및 최종 에어나이프 압력을 도출하는 단계,
    상기 도금량 제어 장치가, 현재 에어나이프 압력에서 상기 목표 도금량을 달성하기 위한 제2 에어 나이프 갭을 도출하는 단계,
    상기 도금량 제어 장치가, 상기 제2 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량을 산출하는 단계,
    상기 도금량 제어 장치가, 제어주기 동안의 에어나이프 압력 변동량에 기초한 갭 보상비율을 산출하는 단계,
    상기 도금량 제어 장치가, 상기 갭 보상량 및 상기 갭 보상비율에 기초하여 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제어주기는 상기 목표 도금량에 대한 에어나이프 조건을 갱신하는 주기인 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 갭 보상비율을 산출하는 단계는,
    상기 제어주기가 압력 응답 기간 이하인 경우, 상기 제어주기 동안의 상기 에어나이프 압력 변동량에 기초하여 상기 갭 보상비율을 산출하는 단계, 및
    상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 보다 긴 경우, 상기 갭 보상비율은 영으로 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 압력 응답 기간은 상기 현재 에어 나이프 압력이 상기 최종 에어나이프 압력에 도달하는 기간인 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어주기가 상기 압력 응답 기간 이하인 경우에서의 상기 갭 보상비율을 산출하는 단계는,
    상기 제어주기를 상기 압력 응답 기간으로 나눈 값에 기초하여 상기 갭 보상 비율을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 갭 보상 비율은, 아래 수학식을 따르고,
    (갭 보상 비율) = 1 - Tc/2Tp, (Tp >= Tc)
    (갭 보상 비율) = 0, (Tp < Tc),
    Tc는 상기 제어주기고, Tp는 상기 압력 응답 기간인 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계는,
    상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값을 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계는,
    상기 갭 보상량에 상기 갭 보상비율을 곱하고, 상기 곱한 값의 양자화한 결과를 상기 제1 에어나이프 갭에 더해서 상기 최종 에어나이프 갭을 산출하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    한 제어주기 내에서 에어나이프 압력 변화율이 소정의 임계 비율 이상인 경우,
    현재 에어나이프 압력으로 상기 목표 도금량에 도달하기 위한 제3 에어나이프 갭을 도출하는 단계, 및
    상기 제3 에어나이프 갭과 상기 제1 에어나이프 갭 간의 차인 갭 보상량과 상기 갭 보상비율에 따라 최종 에어나이프 갭을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금량 제어 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030053816A (ko) * 2001-12-24 2003-07-02 주식회사 포스코 시간편차 보상에 의한 도금량 제어방법
US20040050323A1 (en) * 2001-08-24 2004-03-18 Hong-Kook Chae Apparatus for controlling coating weight on strip in continuous galvanizing process
KR100815814B1 (ko) * 2006-12-22 2008-03-20 주식회사 포스코 연속도금공정에서의 도금 부착량 제어 방법 및 장치
JP2010126746A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Jfe Steel Corp めっき付着量制御方法およびその装置
JP2016176107A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融金属メッキ鋼板の製造方法および製造装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135006A (en) * 1974-07-29 1979-01-16 United States Steel Corporation Automatic coating weight controls for automatic coating processes
KR20020049465A (ko) * 2000-12-19 2002-06-26 이구택 스트립 도금량 제어방법
JP4347867B2 (ja) * 2006-07-27 2009-10-21 株式会社日立製作所 めっき付着量制御システムおよびめっき付着量制御方法
CN101545085B (zh) * 2009-05-19 2011-01-05 福建凯景钢铁开发有限公司 钢板的小锌花镀锌喷雾工艺
KR101517772B1 (ko) * 2013-08-23 2015-05-06 주식회사 포스코 용융 도금 공정에서의 라인 속도 변화에 따른 도금량 제어 방법
JP5976087B2 (ja) * 2013-12-24 2016-08-23 ポスコ 薄板製造装置における鋳造ロールの損傷防止装置
CN104846306B (zh) * 2015-05-07 2017-07-14 浙江中控研究院有限公司 一种镀锌厚度控制系统及方法
CN107130199B (zh) * 2016-02-29 2019-01-08 鞍钢股份有限公司 一种连续热镀锌气刀刀距自动控制方法
CN106167887B (zh) * 2016-07-04 2018-07-06 浙江中控研究院有限公司 基于刀距动态补偿的热镀锌镀层厚度快速切换方法及系统
CN108396275B (zh) * 2017-02-05 2019-10-29 鞍钢股份有限公司 一种连续热镀锌气刀喷吹压力自动控制方法
CN108546897B (zh) * 2018-05-11 2019-10-29 鞍钢股份有限公司 一种冷轧热镀锌钢板横向镀层均匀性控制方法
KR102180828B1 (ko) * 2018-09-21 2020-11-19 주식회사 포스코 도금량 제어 장치 및 도금량 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040050323A1 (en) * 2001-08-24 2004-03-18 Hong-Kook Chae Apparatus for controlling coating weight on strip in continuous galvanizing process
KR20030053816A (ko) * 2001-12-24 2003-07-02 주식회사 포스코 시간편차 보상에 의한 도금량 제어방법
KR100815814B1 (ko) * 2006-12-22 2008-03-20 주식회사 포스코 연속도금공정에서의 도금 부착량 제어 방법 및 장치
JP2010126746A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Jfe Steel Corp めっき付着量制御方法およびその装置
JP2016176107A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融金属メッキ鋼板の製造方法および製造装置

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