(57)【要約】【課題】リフロー処理において破断を確実に防止できノーメルトの領域も小さいリフロー電力制御を提供する。【解決手段】入側コンダクタロール及び出側コンダクタロールによる通電加熱で合金層を形成する。ストリップは、溶接により接続された複数の板材からなる。そして、先行材よりも後行材の断面積が小さく、その断面積変化が所定値以上のときには、先行材と後行材との溶接部が入側コンダクタロールに到達する以前にコンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更し、断面積変化が上記所定値未満のときには、溶接部が入側コンダクタロールに到達するときに後行材の断面積に応じた電力に設定変更する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫付着工程で電気めっきにより錫が付着されて連続的に送られてくるストリップに対し、少なくとも入側コンダクタロール及び出側コンダクタロールによる通電加熱で合金層を形成させるリフロー工程における上記コンダクタロールへの供給電力制御であって、上記コンダクタロールに電力を供給する電力供給装置と、その電力供給装置を介して、ストリップの断面積に応じた電力をコンダクタロールに供給するように電力を制御するコントローラとを備えたリフロー制御装置において、
上記ストリップは、溶接により接続された複数の板材から構成され、
上記コントローラは、上記溶接により接続された先行材の断面積よりも後行材の断面積が小さいと判定した場合に、その先行材の断面積と後行材の断面積の断面積変化が所定値以上のときには、当該先行材と後行材との溶接部が入側コンダクタロールに到達する以前に上記コンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更し、上記断面積変化が上記所定値未満のときには、当該先行材と後行材との溶接部が入側コンダクタロールに到達するときにコンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更することを特徴とするリフロー制御装置。
【請求項２】
コントローラは、当該溶接により接続された先行材の断面積よりも後行材の断面積が大きいと判定した場合に、その先行材の断面積と後行材の断面積の断面積変化が所定値以上のときには、当該先行材と後行材との溶接部が出側コンダクタロールに到達するときに上記コンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更することを特徴とする請求項１に記載したリフロー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続錫めっきラインのリフロー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフローの電圧制御は、例えば、特許文献１にあるように、ストリップの定常部（板厚が一定の部分）ではライン速度の平方根に比例させ制御するのが一般的である。
また、板厚や板幅、すなわち板の断面積に応じて電圧を変更することで、合金層の形成が一定となるように調整している。
しかし、リフロー電圧をライン速度の平方根に比例させて制御する方法や、板厚や板幅（板の断面積）によって電圧を変更する方法のみでは、連続するストリップの先行材と後行材の溶接部において、断面積変化が大きい場合には、溶接部に過大な電圧がかかってしまうため、板破断を起こしてしまうおそれがあるという問題がある。
【０００３】
この問題を解決する技術として、従来、特許文献２や特許文献３の技術が開示されている。
すなわち、特許文献２には、前工程ラインにおいて溶接された酸洗溶接部での加熱による破断を防止するために、酸洗溶接部をトラッキングして、その酸洗溶接部が抵抗加熱装置の区間を通過する間は、抵抗加熱装置への供給電圧を停止して、加熱させないようにする技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、被処理板の過加熱を防止するとともに、ノーメルトの発生量を減少するために、形状変更データおよび変更位置データに基づいて、加熱装置（抵抗加熱装置や誘導加熱装置）の設定供給電圧を変更する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭４９−１３３２２９号公報
【特許文献２】特開平４−９４９４号公報
【特許文献３】特開平５−３０６４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２の技術は、加熱を行うコンダクタロール間（加熱領域）を酸洗溶接部が通過する期間は電圧を印加しない状態にしているので、その期間に対応する鋼板区間はノーメルトになってしまう。また、電圧をいったんゼロにした状態から再度電圧を必要な電圧値にまで上げても、鋼板の温度上昇の応答性が悪いため、時間が掛かってしまうために、溶接部の破断を防止できても、ノーメルト（錫溶融不足による光沢の無い状態）の領域が大量に発生してしまう。
【０００６】
一方、先行文献３の技術は、ノーメルトを減らそうとはしているものの、コンダクタロール間を溶接部が通過している間は、断面積が小さい鋼板用の電力設定値よりもさらに小さい電力設定値に下げているので、その鋼板区間は薄い板についても、ノーメルトが発生する問題がある。
また、溶接部が入側コンダクタロールを通過した後も、しばらくは、断面積の大きさに対応した電力設定としていない。これは、鋼板温度の応答性が悪いことが考慮されていないことから、電圧を落としてもすぐには効果（温度降下）が得られず、溶接部における断面積変化が大きい場合に破断の可能性もありうる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ストリップにおける溶接部がリフロー工程を通過する際に、破断を防止でき、かつ、ノーメルト領域を最小限に抑えることが可能なリフロー制御装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、錫付着工程で電気めっきにより錫が付着されて連続的に送られてくるストリップに対し、少なくとも入側コンダクタロール及び出側コンダクタロールによる通電加熱で合金層を形成させるリフロー工程における上記コンダクタロールへの供給電力制御であって、上記コンダクタロールに電力を供給する電力供給装置と、その電力供給装置を介して、ストリップの断面積に応じた電力をコンダクタロールに供給するように電力を制御するコントローラとを備えたリフロー制御装置において、
上記ストリップは、溶接により接続された複数の板材から構成され、
上記コントローラは、上記溶接により接続された先行材の断面積よりも後行材の断面積が小さいと判定した場合に、その先行材の断面積と後行材の断面積の断面積変化が所定値以上のときには、当該先行材と後行材との溶接部が入側コンダクタロールに到達する以前に上記コンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更し、上記断面積変化が上記所定値未満のときには、当該先行材と後行材との溶接部が入側コンダクタロールに到達するときにコンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更することを特徴とするものである。
【０００８】
なお、供給する電力の制御は、例えば電圧を制御することで実施可能である。
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、コントローラは、当該溶接により接続された先行材の断面積よりも後行材の断面積が大きいと判定した場合に、その先行材の断面積と後行材の断面積の断面積変化が所定値以上のときには、当該先行材と後行材との溶接部が出側コンダクタロールに到達するときに上記コンダクタロールに供給する電力を後行材の断面積に応じた電力に設定変更することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、板の断面積が溶接部に急峻に小さくなるようなことがあっても、ストリップにおける溶接部が加熱区間を通過する際に破断を防止でき、かつ、ノーメルト領域を最小限に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るリフロー処理装置の構成を示す図である。
（構成）
複数の鋼板を溶接にて接続してなるストリップであって、錫付着工程で電気めっきにより錫が付着された錫めっき鋼板１が、連続的にリフロー工程に送られてくる。
上記連続的に送られてくる錫めっき鋼板１は、リフロー処理装置内をアースロール２で案内されながら、入側通電ロール（入側コンダクタロール３）と出側通電ロール（出側コンダクタロール４）で加熱されると共に、出側コンダクタロール４よりも上流側にある水冷タンク５の冷却水６および冷却効果を高めるためのスプレーノズル７間を通過して加熱により再溶融した錫を水冷して凝固する構成となっている。符号８はクエンチシンクロールを示す。
【００１１】
また、上記コンダクタロール３，４に電力を供給する電力供給装置１０を備え、その電力供給装置１０は、コントローラ１１から入力した設定電力指令値となるように設定電圧を調整することで、各コンダクタロール３，４に供給する電力を設定する。
入側コンダクタロール３よりも上流側には、トラッキング装置１２、及び板幅検出器１３、板厚検出器１４が装備されている。
【００１２】
トラッキング装置１２は、錫めっき鋼板１の位置、特に先行材と後行材との溶接部の位置をトラッキングし、その情報をコントローラ１１に出力している。
また、板幅検出器１３は、検出位置を通過する錫めっき鋼板１の板幅を検出してコントローラ１１に出力する。板厚検出器１４は、検出位置を通過する錫めっき鋼板１の板厚を検出してコントローラ１１に出力する。
【００１３】
コントローラ１１は、断面積比較演算部１１Ａ及び設定電力変更部１１Ｂを備える。
断面積比較演算部１１Ａは、次にリフロー工程に送られてくる溶接部を挟んだ先行材と後行材との断面積変化に基づいて電力変更位置を求め、設定電力変更部１１Ｂに出力する。また、設定電力変更部１１Ｂは、断面積比較演算部１１Ａから入力した電力変更位置を溶接部が通過したときに、後行材の断面積Ｓ２に応じた設定電力にする指令値を上記電力供給装置１０に出力する。
【００１４】
次に、上記断面積比較変算部の処理を、図２を参照して説明する。
まずステップＳ１０にて、トラッキング装置１２からのトラッキング信号に基づき、溶接部が板幅検出器１３及び板厚検出器１４の設置位置を通過したか判定し、通過したと判定するとステップＳ２０に移行する。なお、板幅検出器１３及び板厚検出器１４の設置位置は、コントローラ１１で演算処理を行っても、予定する電力変更位置に溶接部が到達するまでに十分余裕があるとされるだけ、入側コンダクタロール３よりも上流に位置している。
【００１５】
ステップＳ２０では、上記板幅検出器１３及び板厚検出器１４からの信号に基づき、対象とする溶接部を挟んだ先行材の断面積Ｓ１及び後行材の断面積Ｓ２を算出して、ステップＳ３０に移行する。先行材の板幅及び板厚は、溶接部が板幅検出器１３及び板厚検出器１４を通過する前に入力した値を使用し、後行材の板幅及び板厚は、溶接部が板幅検出器１３及び板厚検出器１４を通過した後に入力した値を使用する。
【００１６】
ステップＳ３０では、先行材の断面積Ｓ１と後行材の断面積Ｓ２とを比較し、先行材の断面積Ｓ１の方が大きいと判定したときはステップＳ４０に移行し、後行材の断面積Ｓ２の方が大きいと判定した場合には、ステップＳ５０に移行する。
ステップＳ４０では、断面積変化を表す比率Ｒを下記式で算出してステップＳ６０に移行する。
Ｒ＝（後行材の断面積Ｓ２）／（先行材の断面積Ｓ１）
ステップＳ５０では、断面積変化を表す比率Ｒを下記式で算出してステップＳ７０に移行する。
Ｒ＝（先行材の断面積Ｓ１）／（後行材の断面積Ｓ２）
【００１７】
ステップＳ６０では、比率Ｒが所定値Ｒ０（＜１）より小さいか否かを判定し、所定値Ｒ０以下と判定した場合にはステップＳ８０に移行する。一方、所定値Ｒ０より大きいと判定した場合にはステップＳ９０に移行する。
また、ステップＳ７０においても、比率Ｒが所定値Ｒ０（＜１）より小さいか否かを判定し、所定値Ｒ０以下と判定した場合にはステップＳ８０に移行する。一方、所定値Ｒ０より大きいと判定した場合にはステップＳ９０に移行する。
【００１８】
ステップＳ８０では、電力変更位置を、入側コンダクタロール３を基点に上流側に所定距離α（ｍ）だけ上流位置としてステップＳ１１０に移行する。この所定距離αは、先行材の設定電力から後行材の設定電力に変更し、鋼板が破断しない温度になるまでに有する時間を考慮して、決定された値であり、ライン速度にも基づいて決定する。なお、ライン速度は操業管理計算機から入力すればよい。
【００１９】
ステップＳ９０では、電力変更位置を入側コンダクタロール３の位置に設定してステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１００では、電力変更位置を出側コンダクタロール４の位置に設定してステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１１０では、次回の電力変更位置及び後行材の断面積Ｓ２を、設定電力変更部１１Ｂに出力してステップＳ１０に戻る。
【００２０】
次に、設定電力変更部１１Ｂの処理について図３を参照しながら説明する。
断面積比較演算部１１Ａから電力変更位置を入力すると、ステップＳ２００にて、後行材の断面積Ｓ２に応じた設定電力を演算して、ステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２１０では、トラッキング情報に基づき、溶接部が入力した電力変更位置に到達したか否かを判定し、到達したと判定するとステップＳ２２０に移行する。
【００２１】
ステップＳ２２０では、後行材の断面積Ｓ２に応じた設定電力の指令値を電力供給装置１０に出力し復帰する。
電力供給装置１０は、入力した設定電力となるように、コンダクタロール３，４に供給する設定電圧を変更する。
ここで、板の厚さ、幅のデータは、各検出器による測定でなくても、操業を管理している操業管理計算機から目標値や実績値を入力して、その値を使用してもよい。
また、別途、誘導加熱装置を備えていても良い。
【００２２】
（作用・効果）
本実施形態では、溶接部での断面積変化が所定値未満の場合には、溶接部が抵抗加熱する領域に入る時点で後行材の断面積Ｓ２に応じた電力に設定変更して加熱する。
一方、先行材よりも後行材の断面積Ｓ２の方が小さく且つ、溶接部での断面積変形が所定以上の場合には、溶接部が抵抗加熱する領域に入る前に、後行材に応じた電力に下げることで、溶接部が抵抗加熱する領域に突入したときの加熱温度を、溶接部が破断しないと推定される加熱温度まで低下させることで、溶接部の破断を防止する。またこのとき、先行材にはα（ｍ）に対応する区間にノーメルト領域が発生するが、後行材にはノーメルト領域は発生しない。すなわち、先行材よりも後行材の断面積の方が小さい場合には、ノーメルト領域は、溶接部での断面積変形が所定以上の場合にだけ発生し、しかもそのノーメルト領域を小さく抑えることが出来る。
【００２３】
また、先行材よりも後行材の断面積の方が大きく且つ、溶接部での断面積変形が所定以上の場合には、先行材にはノーメルト領域は発生せず、後行材についてほぼコンダクタロール３，４間隔に相当する領域についてだけ発生する。つまり、先行材よりも後行材の断面積の方が大きい場合には、溶接部での断面積変形が所定以上の場合にのみノーメルト領域が発生する。
【００２４】
図４に、上記作用を示すタイムチャートの例を示す。
以上のように、本願発明に基づけば、破断を確実に防止でき、ノーメルトの領域も最小限にすることが可能となる。
ここで、図２における、ステップＳ６０とＳ７０における所定値Ｒ０は同一の割合である必要はない。
ここで、上記実施形態では、溶接部における断面積変化Ｒが所定値Ｒ０以上か否かだけで判定しているが、例えば、断面積変化率が所定値Ｒ０以上の場合に、さらに断面積変化がＲＸ（＜Ｒ０）と大きい場合には、つまり、後行材に応じた電力設定では溶接部が破断する場合があるとされるだけの変化の場合には、溶接部がコンダクタロール間を通過、すなわち抵抗加熱領域を通過する期間は、後行材に対応した電力設定より小さい所定の電力設定とするとしても良い。
【実施例】
【００２５】
以下に具体的な数値でも説明する。
例えば、先行材の板厚、板幅がそれぞれ０．４ｍｍ、１０００ｍｍの時、その断面積はＳ１＝４００ｍｍ2である。同様に後行材の板厚、板幅がそれぞれ０．２ｍｍ、９００ｍｍの時、その断面積はＳ２＝１８０ｍｍ2である。
この時の先行材の断面積Ｓ１と後行材の断面積Ｓ２との比率Ｒ（＝小さい方の断面積／大きい方の断面積）は、１８０／４００×１００＝４５％となる。
【００２６】
例えば、先行材と後行材の断面積の比率が６０％以下（Ｒ０＝０．６）では、先行材に対応する設定電力では破断の可能性がある場合として説明する。
そして、上記条件では後行材の断面積Ｓ２の方が小さく、ＲがＲ０より小さいので、αを算出する。いま、先行材から後行材の電力設定に変更してから鋼板が破断しない温度になるまでに、１５秒かかるとし、ライン速度が６０ｍ／分とすると、α＝１５ｍとなる。したがって、溶接点が入側コンダクタロール３の手前１５ｍを通過した時、電力変更を開始することになる。今、電力変更は電圧設定で変更するとすれば、後行材の電圧設定が２００Ｖであったとすれば、鋼板に同じ電流を流すためには電力設定は断面積に比例した値を設定すればよいので、電圧を２００Ｖ×４５％＝９０Ｖに設定する。
【００２７】
この設定に、溶接点はライン内をトラッキングして、溶接点が入側コンダクタロール３の手前１５ｍを通過したときに降圧を開始する。
なお、接続条件によっては後行材の設定電力より小さくしないと破断が発生する例外的な場合もあるので、その場合には、その所定値と比較し、算出した電力が所定値より大きい場合には、コンダクタロール３，４に挟まれる区間を溶接部が通過する期間を所定値にし、溶接点が出側コンダクタロール４を通過したら、後行材の電圧設定値まで電圧（電力）を昇圧させる。これにより、溶接部に対して大きな電圧を印加することを避けることができたので、板破断防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るリフロー工程の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係る断面積比較演算部の処理を示す図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係る設定電力変更部の処理を示す図である。
【図４】本実施形態の作用効果を説明するタイムチャート例を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  錫めっき鋼板（ストリップ）
３  入側コンダクタロール
４  出側コンダクタロール
５  水冷タンク
１０  電力供給装置
１１  コントローラ
１１Ａ  断面積比較演算部
１１Ｂ  設定電力変更部
１２    トラッキング装置
１３    板幅検出器
１４    板厚検出器
【図１】
2007169768.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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