(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼板のエッジ部以外がフラットである場合にも、エッジ部の反りを矯正することができる溶融金属めっき方法及び溶融金属めっき設備を提供する。【解決手段】溶融金属めっき設備は、溶融金属浴３２の後段に設けられた、鋼板１を表裏から挟むように配置された複数の電磁石対３０１と、溶融金属浴３２の後段に設けられた、鋼板１に付着しためっき付着量を検出するめっき付着計３６と、めっき付着計３６によって検出されためっき付着量に基づいて、電磁石対３０１の出力を制御する制御部３７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属浴の後段に設けられた、鋼板を表裏から挟むように配置された複数の電磁石対と、
前記溶融金属浴の後段に設けられた、前記鋼板に付着しためっき付着量を検出するめっき付着計と、
前記めっき付着計によって検出された前記めっき付着量に基づいて、前記電磁石対の出力を制御する制御部とを備える溶融金属めっき設備。
【請求項２】
前記電磁石対と前記鋼板との距離を検出する距離センサを備え、
前記制御部は、
前記めっき付着計によって検出された前記めっき付着量に基づいて、使用する複数の前記電磁石対のうちエッジの前記電磁石対の出力を制御し、
前記距離センサによって検出された前記電磁石対と前記鋼板との前記距離に基づいて、前記エッジの電磁石対よりも鋼板中央側の前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき設備。
【請求項３】
前記制御部は、検出された鋼板幅方向のエッジと中央部のめっき付着量の差に基づいて、前記エッジの前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融金属めっき設備。
【請求項４】
前記めっき付着量は、前記鋼板が表側又は裏側の一方に寄っている場合、他方の面のめっき付着量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融金属めっき設備。
【請求項５】
溶融金属浴の後段に、鋼板を表裏から挟むように配置された電磁石対が、鋼板幅方向に複数設けられた溶融金属めっき設備において、
前記溶融金属浴の後段においてめっき付着量を検出し、
検出された前記めっき付着量に基づいて、前記電磁石対の出力を制御する溶融金属めっき方法。
【請求項６】
前記電磁石対と前記鋼板との距離を検出し、
検出された前記めっき付着量に基づいて、使用する複数の前記電磁石対のうちエッジの前記電磁石対の出力を制御し、
前記電磁石対と前記鋼板との前記距離に基づいて、前記エッジの前記電磁石対よりも鋼板中央側の前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする請求項５に記載の溶融金属めっき方法。
【請求項７】
検出された鋼板幅方向のエッジと中央部のめっき付着量の差に基づいて、前記エッジの前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の溶融金属めっき方法。
【請求項８】
前記めっき付着量は、前記鋼板が表側又は裏側の一方に寄っている場合、他方の面のめっき付着量であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の溶融金属めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属めっき設備及び溶融金属めっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼板にめっきを施す方法として、鋼板を溶融金属浴に浸漬させて、鋼板の表面に溶融金属を付着させ、溶融金属浴から鋼板を引き上げた後に、鋼板の表裏にワイパからワイピングガスを噴出して、鋼板に付着した過剰の溶融金属を払拭し、めっき付着量を調整する方法が知られている。
【０００３】
この方法においては、ワイパから鋼板の表裏に板幅方向に均一に圧力がかかるようにワイピングガスが噴出される。しかしながら、ワイパと鋼板の距離が近いと、鋼板表面でワイピングガス圧力が高くなり、過剰に溶融金属が払拭されてめっき付着量が低下する。一方、ワイパと鋼板の距離が遠いと、ワイピングガス圧力が低くなり、溶融金属の払拭が不十分となり、めっき付着量が増加する。
【０００４】
このように、ワイパ部において、鋼板が反りによって鋼板幅方向でワイパと鋼板との距離に差異が生じると、鋼板幅方向でめっき付着量にムラが発生する。そこで、溶融金属の付着ムラを低減させるために、鋼板の反りを検出し、鋼板の反りを矯正する種々の技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、鋼板を表裏から挟み込む一対の電磁石対と、その一方の電磁石の近傍に非接触式の位置検出器を配置し、位置検出器からの信号に応じて、各電磁石の吸引力を相互に切り替えながら作用させることで、鋼板の反りや振動を抑制することが開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、電磁石が鋼板の板幅方向に固定して配置されているため、鋼板に反りが発生した場合には、鋼板幅方向に隣接した電磁石対の間に中途半端に鋼板のエッジがかかる可能性がある。その場合、鋼板のエッジ部に位置する電磁石と組になっているセンサの測定範囲から鋼板が外れることになり、センサの検出する変位が不正確になるという問題がある。
【０００７】
これに対し、特許文献２には、電磁石と組になっているセンサの測定範囲から鋼板が外れることがないよう、特許文献１の電磁石の制御方法をさらに工夫した技術が開示されている。具体的には、特許文献２では、鋼板の板幅方向の両エッジ部に位置する電磁石ユニットに設けられた電磁石の制御を、他の電磁石ユニットのセンサが検出した変位に基づいて行うことで、鋼板の両エッジの変位を検出できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−６２３５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に開示された方法では、両エッジに位置する電磁石ユニットの電磁石を、他の電磁石ユニットのセンサで検出した変位に基づいて制御しているため、鋼板のエッジ部分以外がフラットである場合には、エッジ部の反りが矯正されず、エッジ部の反りが残るという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題に対してなされたものであり、鋼板のエッジ部以外がフラットである場合にも、エッジ部の反りを矯正することができる溶融金属めっき方法及び溶融金属めっき設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記のような目的を達成するために、以下のような特徴を有している。
［１］溶融金属浴の後段に設けられた、鋼板を表裏から挟むように配置された複数の電磁石対と、
前記溶融金属浴の後段に設けられた、前記鋼板に付着しためっき付着量を検出するめっき付着計と、
前記めっき付着計によって検出された前記めっき付着量に基づいて、前記電磁石対の出力を制御する制御部とを備える溶融金属めっき設備。
［２］前記電磁石対と前記鋼板との距離を検出する距離センサを備え、
前記制御部は、
前記めっき付着計によって検出された前記めっき付着量に基づいて、使用する複数の前記電磁石対のうちエッジの前記電磁石対の出力を制御し、
前記距離センサによって検出された前記電磁石対と前記鋼板との前記距離に基づいて、前記エッジの電磁石対よりも鋼板中央側の前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする［１］に記載の溶融金属めっき設備。
［３］前記制御部は、検出された鋼板幅方向のエッジと中央部のめっき付着量の差に基づいて、前記エッジの前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする［１］又は［２］に記載の溶融金属めっき設備。
［４］前記めっき付着量は、前記鋼板が表側又は裏側の一方に寄っている場合、他方の面のめっき付着量であることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の溶融金属めっき設備。
［５］溶融金属浴の後段に、鋼板を表裏から挟むように配置された電磁石対が、鋼板幅方向に複数設けられた溶融金属めっき設備において、
前記溶融金属浴の後段においてめっき付着量を検出し、
検出された前記めっき付着量に基づいて、前記電磁石対の出力を制御する溶融金属めっき方法。
［６］前記電磁石対と前記鋼板との距離を検出し、
検出された前記めっき付着量に基づいて、使用する複数の前記電磁石対のうちエッジの前記電磁石対の出力を制御し、
前記電磁石対と前記鋼板との前記距離に基づいて、前記エッジの前記電磁石対よりも鋼板中央側の前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする［５］に記載の溶融金属めっき方法。
［７］検出された鋼板幅方向のエッジと中央部のめっき付着量の差に基づいて、前記エッジの前記電磁石対の出力を制御することを特徴とする［５］又は［６］に記載の溶融金属めっき方法。
［８］前記めっき付着量は、前記鋼板が表側又は裏側の一方に寄っている場合、他方の面のめっき付着量であることを特徴とする［５］乃至［７］のいずれかに記載の溶融金属めっき方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋼板のエッジ部以外がフラットである場合にも、エッジ部の反りを矯正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶融金属めっき設備の概要を示す図である。
【図２】比較例と本発明例における溶融金属めっき方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る溶融金属めっき設備の概要を示す図である。図１に示すように、圧延プロセスで圧延された鋼板１は、洗浄プロセスにおいて表面が洗浄され、溶融めっき鋼板製造ラインに搬送される。そして、焼鈍炉３１において表面酸化膜が除去され焼鈍処理がされる。
【００１６】
その後、鋼板１は、溶融金属の温度とほぼ同程度まで冷却されて溶融金属浴３２に搬送される。鋼板１は、溶融金属浴３２内の溶融金属中を浸漬されながら通板される。これにより、鋼板の表面に溶融金属が付着する。例えば、溶融金属浴３２は、亜鉛浴として構成することができる。
【００１７】
鋼板１は、溶融金属浴３２から引き出され、表面に付着した過剰の溶融金属が溶融金属浴３２の後段に設置されたガスワイパ３３から噴出するガスにより払拭される。
【００１８】
その後、鋼板の用途に応じて、合金化炉３４を使用して鋼板１を再加熱し、均質な合金層を作り出す合金化処理を施す。また、合金化が不要な場合にはそのまま、鋼板１を冷却帯３５に供給し、その後、化成処理で特殊の防錆、耐食処理が施され、コイル状に巻き取られる。
【００１９】
めっき付着量は、ガスワイパ３３のスリット状のノズルから吹き付けられるガスの噴出量やガス圧力を調整することにより行われる。鋼板１が、表側若しくは裏側のどちらかに反ると、鋼板からノズルまでの距離が変わり、鋼板の表裏に当たるガスの圧力が変わる。具体的には、鋼板とノズルが遠い場合、ガス圧力が弱くなり、十分に亜鉛を絞り落とす（吹き飛ばす）ことができずに、めっき付着量が多くなる。逆に、鋼板とノズルが近い場合は、鋼板に当たるガス圧力が強くなり、過剰に亜鉛を絞り落とし、付着量が低下する。
【００２０】
本実施の形態では、鋼板幅方向の両エッジ、及び鋼板幅方向中央の３点において、鋼板の表裏それぞれ計６点に、めっき付着計３６が設けられている。めっき付着計３６は、鋼板に付着しためっき量を検出し、制御部３７に出力する。制御部３７は、めっき付着計３６によって検出されためっき付着量に基づいて、後述する電磁石対３０１の出力を制御し、鋼板１の反りを矯正する。
【００２１】
溶融金属浴３２の後段には、鋼板の反りを矯正する矯正装置３０が設けられている。矯正装置３０は、鋼板幅方向に、鋼板を表裏から挟みこむ一対の電磁石によって構成され電磁石対３０１が複数設けられている。また、電磁石対３０１のそれぞれには、鋼板１と電磁石対３０１との距離を検出する距離センサ３０２が設けられている。なお、本説明では、図１の拡大図において、距離センサ３０２が対向する鋼板１の面（紙面下側）を鋼板１の表側とし、反対側（紙面上側）を鋼板１の裏側とする。
【００２２】
溶融金属めっき設備に搬送される鋼板１の幅は、常に同一ではなく、最小幅以上から最大幅以下の範囲で変動する。そのため、鋼板１の反りを矯正するために使用する電磁石対３０１の範囲は、鋼板１の幅に応じて変化する。具体的には、図１の拡大図に示すように、鋼板１が、紙面右側から２番目の電磁石対３０１から、紙面左側から２番目の電磁石対３０１まで位置する場合には、紙面右側から２番目の電磁石対３０１から、紙面左側から２番目の電磁石対３０１までの電磁石対３０１を用いて鋼板１の反りを矯正する。
【００２３】
なお、図１では、四角で囲まれた範囲の電磁石対３０１が、反りを矯正するために使用される電磁石対３０１を示している。
【００２４】
使用する電磁石対３０１のうちエッジ（op側エッジ及びdr側エッジ）の電磁石対３０１の出力は、めっき付着計３６によって検出されためっき付着量に基づいて制御される。具体的には、エッジの電磁石対３０１の出力は、めっき付着計３６によって検出された、鋼板１のそれぞれのエッジと中央部の付着量の差に基づいて制御される。
【００２５】
ここで、鋼板幅方向の両エッジをop側、dr側とし、中央部をceと呼ぶ。そして、op側、dr側、ceの鋼板裏面において計測されためっき付着量を、それぞれWop、Wce、Wdrとする。また、中央部(ce)の電磁石対に流す電流をIceとし、使用する電磁石対のうち最も外側の電磁石対に流す電流をIop、Idrとする。
【００２６】
本実施の形態では、エッジの電磁石対の電流Iop、Idrを、以下の式により設定している。
Iop=(Wce-Wop)/Wce×Ice
Idr=(Wce-Wdr)/Wce×Ice
なお、鋼板１が全体的に表側又は裏側に寄っている場合には、寄っている方と反対側の面のめっき付着量を検出し、その検出量に基づいて、鋼板１の反り矯正を行うことが好ましい。鋼板１が一方の面に寄っている場合には、他方の面と、めっきを吹き飛ばすガスを噴出するノズルとの距離が遠くなり、他方の面のめっき付着量が多くなる。めっき付着量の多い面の方が、両エッジと中央部の付着量の差が大きくなるため、鋼板１の反りを、より検出しやすくすることができる。
【００２７】
具体的には、鋼板１が全体的に表側（図１の拡大図の紙面下側）に寄っている場合には、鋼板裏側の両エッジと中央部の付着量を用いて制御することが好ましい。鋼板が全体的に表側に寄っている場合、鋼板１の裏面とノズルが遠くなり、裏面に吹き付けられるガス圧力が弱くなり、十分に亜鉛を絞り落とす（吹き飛ばす）ことができず、表側のめっき付着量に比べて、鋼板１の裏面のめっき付着量が多くなる。そのため、めっき付着量が多い裏面において、両エッジと中央部の付着量の差を検出することで、反りを検出しやすくすることができる。
【００２８】
一方、使用する電磁石対３０１（四角で囲まれた電磁石対３０１）のうち、エッジ以外の電磁石対３０１の出力は、その電磁石対毎に設けられた距離センサ３０２によって検出された距離に応じて制御されている。
【００２９】
めっき付着計３６は、溶融金属浴３２の後段であれば、どのような位置に設けられていてもよい。めっき付着計３６は、矯正装置３０の後段に設けられていることが好ましい。これは、矯正装置３０では、距離センサ３０２に基づいて、鋼板１の中央側の反りが検出され、鋼板１の中央部がフラットに矯正される。しかしながら、鋼板１のエッジ部では、鋼板１と電磁石対３０１の距離がそれほど大きくなく、エッジ部に反りが残ったままになる可能性がある。そのため、鋼板１のエッジ部を矯正するエッジ部分の電磁石対３０１については、矯正装置３０の後段に設けられためっき付着計３６によって検出されためっき付着量に基づいて出力を制御することで、鋼板１のエッジ部の反りを矯正することができる。なお、めっき付着計３６は、鋼板１の表側及び裏側のいずれに設けてもよく、また、両方に設けてもよい。
【００３０】
次に、このように構成された溶融金属めっき設備の効果について説明する。図２は、比較例と本発明例における鋼板の矯正方法を示す図である。紙面左側の図２（ａ）〜（ｃ）は、鋼板矯正前の状態を示す図である。図２（ａ）は、鋼板矯正前のエッジの電磁石対に流れる電流を示し、図２（ｂ）は、鋼板矯正前の鋼板の幅方向の断面形状を示し、図２（ｃ）は、鋼板矯正前の鋼板のめっき付着量を示している。
【００３１】
また、図２（ｄ）は、比較例である従来方法におけるエッジの電磁石対に流れる電流を示し、図２（ｅ）は、比較例である従来方法における鋼板の幅方向の断面形状を示し、図２（ｆ）は、比較例である従来方法における鋼板のめっき付着量を示している。
【００３２】
また、図２（ｇ）は、本発明例におけるエッジの電磁石対に流れる電流を示し、図２（ｈ）は、本発明例における鋼板の幅方向の断面形状を示し、図２（ｉ）は、本発明例における鋼板のめっき付着量を示している。
【００３３】
なお、図２（ｅ）及び（ｈ）に示す矢印の向きは、それぞれの電磁石対３０１が反りを矯正する方向を示し、矢印の大きさは、それぞれの電磁石対３０１の出力の大きさを示している。
【００３４】
図２（ｇ）に示すように、本発明例では、鋼板のエッジ部分を矯正する電磁石対に流れる電流を、図２（ｉ）に示す鋼板のめっき付着量に基づいて制御している。そのため、比較例では検出できなかった、中央部がフラットでエッジ部のみが反っている鋼板（図２（ｅ））の反りを、反りに応じて現れるめっき付着量検出することにより、検出することができる。これにより、中央部がフラットでエッジ部のみが反っている鋼板の反りを矯正することができる。
【００３５】
また、付着量の比を制御パラメータとして用いるメリットは、中央部は、フラットになり中央部付着量(Wce)は目的の付着量になっていると仮定でき、中央部で鋼板の矯正に必要な電流(Ice)に、エッジの付着量と中央部の付着量の差を中央部の付着量で均した係数を電流値に掛けることで、付着量の差を電流値に反映することができるためである。
【００３６】
なお、上記の説明では、op側、dr側エッジの１つの電磁石対３０１の出力を、めっき付着量に基づいて制御していたが、op側、dr側のエッジの２以上の電磁石対３０１と、それ以外の中央側の電磁石対３０１に分けて、op側、dr側のエッジの２以上の電磁石対３０１の出力を、めっき付着量に基づいて制御するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  鋼板
３０  矯正装置
３１  焼鈍炉
３２  溶融金属浴
３３  ガスワイパ
３４  合金化炉
３５  冷却帯
３６  めっき付着計
３７  制御部
３０１  電磁石対
３０２  距離センサ
【図１】
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【図２】
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