JP5830604B2 - 鋼板安定化装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板、特に、移送されるめっき鋼板の形状を矯正したり、振動を抑制する工程を非接触式にした鋼板安定化装置に関する。

より詳細には、本発明は、めっき槽を通過しためっき鋼板に対する（電）磁気的吸引力を増大させることにより、めっき鋼板の形状（反曲）を矯正したり、振動を抑制（制振）することが効果的に行われるようにして鋼板の形状の矯正性または制振性をさらに向上させ、めっき鋼板のめっき偏差を防止させることで、結果的に鋼板のめっき品質を向上させた鋼板安定化装置に関する。

最近は、耐食性などを向上させ、外観を綺麗にした鋼板、特に、電子製品や自動車用鋼板として用いられる（亜鉛）めっき鋼板に対するニーズが増加している。

図１には、このような鋼板のめっき工程、特に、亜鉛めっき工程が示されている。

例えば、図１に示されているように、亜鉛めっきは、ペイオフリール（Ｐａｙ−Ｏｆｆ Ｒｅｅｌ）から離れた鋼板（例えば、冷延鋼板）１００が溶接機及びルーパを経て熱処理された後、スナウト及び亜鉛めっき槽１１０を通過しながら溶融亜鉛Ｚが鋼板１００の表面に付着されて行われる。

このとき、めっき槽の直上部に提供されたガスワイピング装置（例えば、エアーナイフ）１２０では鋼板表面にガス（不活性ガスまたはエアー）を噴射して鋼の亜鉛付着量を適切に減らすことで鋼板の亜鉛めっき厚さを調節する。

また、めっき鋼板は、めっき槽１１０に提供される鋼板のテンションなどを調整するシンクロール（ｓｉｎｋ ｒｏｌｌ）１１２、スタビライジングロール（安定化ロール、ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｒｏｌｌ）１１４及び上部移送ロール１３０を通過して連続的に進行する。

一方、図１に示されているように、亜鉛めっき槽１１０に充填された溶融亜鉛Ｚの温度は約４５０〜４６０℃である。また、特にめっき槽１１０を通過する鋼板１００は多様な鋼種、幅及び厚さを有する。

一般に、シンクロール１１２（のロール軸）に加えられる荷重は鋼板によって異なるが、その両端にそれぞれ最大５００ｋｇｆの荷重が加えられることがある。その結果、振動のような動的特性が発生すると、シンクロールの回転方向に最大１００ｋｇｆの荷重が作用するようになる。

その結果、シンクロール１１２及びスタビライジングロール１１４を経ためっき鋼板１００が上部移送ロール１３０を通過する際に、鋼板の鋼種、幅または厚さによって差異はあるものの、鋼板の振動が発生するようになり、このような鋼板の振動がガスワイピング装置１２０におけるめっき偏差を発生させて鋼板のめっき不良につながる。

また、鋼板の形状が平坦ではない反曲（例えば、鋼板の幅方向に中央部分がへこんだＣ型反曲または折られたＬ型反曲）現象が発生する場合も、鋼板の幅方向にめっき偏差が発生して鋼板のめっき不良につながる。

これにより、図１に示されているように、ガスワイピング装置１２０と上部移送ロール１３０との間には、鋼板の形状を矯正したり、振動を抑制する鋼板安定化装置１４０（「鋼板制振装置」ともいう）が一つ以上配置される。

このような鋼板安定化装置１４０は、めっき鋼板の振動を抑制、即ち、制振を具現したり、鋼板の反曲形状を制御して平坦な状態で移送させることにより、鋼板のめっき偏差を防止させるためのものである。

一方、図１に概略に示されているが、従来の鋼板安定化装置１４０では、鋼板と接触する機械式接触ロール（Ｔｏｕｃｈ Ｒｏｌｌ）を用いて鋼板の振動を抑制したり、形状を矯正したり、鋼板にガスを噴射して鋼板の振動または形状を矯正する方式が一般的であった。

しかし、このような従来の機械式接触ロールを用いる場合、ガスワイピング装置を通過した後、溶融亜鉛が鋼板の表面に完全に付着（乾燥）されていない状態で移送されるめっき鋼板の表面にロールが接触するため、めっき鋼板の表面にロールマークが形成されやすく、特に接触式ロールを介して（その他の）異物が鋼板表面に付着されるようになってめっき鋼板の製品欠陥を発生させるという問題があった。

例えば、自動車用鋼板は殆どが自動車車体として用いられるため、このような鋼板の表面欠陥は製品の品質に相当な問題をもたらす。また、接触式ロールは、ロールの摩耗などによって振動及び騒音を発生させ、不安定な回転によってむしろ移送されるめっき鋼板の振動を増幅させるという他の問題をもたらす。

また、鋼板にガスを噴射して鋼板の振動を抑制したり、形状を矯正する従来の他の方式では、鋼板の制振性または形状の矯正性が効率的に行われないという問題が発生する。特に、めっき液が完全に乾燥して鋼板表面に付着されない状態における鋼板表面を向けたガス噴射は鋼板のめっき厚さにも影響を及ぼす。

このため、機械的接触またはガス噴射の代わりに、鋼板の非接触方式によって鋼板の形状を矯正したり、振動を抑制（制振）することができる技術が求められており、磁力を用いる方式が従来の他の方式として提案されたことがある。

しかし、従来の磁力を用いる方式の場合、非接触式で鋼板の振動を抑制したり、鋼板の磁気的吸引を通じて形状の矯正を具現するが、鋼板に隣接して磁場（磁力）を発生させる磁石ブロックを配置する単純な形態で、このような磁石ブロックはその単位面積が小さいため、鋼板の制振または形状の矯正時にむしろ鋼板への応力集中をもたらす。

例えば、厚さ約０．６ｔの厚さが薄い薄板である場合、鋼板がへこむようになって鋼板への表面欠陥をもたらすという他の問題があった。

また、従来の自動車用鋼板として用いられためっき鋼板の急激なニーズ増加に伴い、めっき設備の大型化または鋼板の高速めっきが必要になり、単純な磁石ブロックの形態である従来の鋼板安定化装置ではその使用に限界があった。

本発明は、上記のような従来の問題を解消するために提案されたもので、その一目的は、鋼板、特にめっき鋼板の形状の矯正性または制振性（振動の抑制）を向上させることにより、鋼板のめっき偏差を最大限に防止させることで、結果的に鋼板のめっき品質を向上させた鋼板安定化装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、装置と鋼板との間隙（距離）を非接触式の渦電流センサーを用いて測定することにより、速い応答特性に基づいて装置と鋼板との距離を精密に維持させ、鋼板の形状の矯正性または制振性をより向上させるとともに、磁場発生ポールの温度を一定に維持して装置の使用寿命も延長させた鋼板安定化装置を提供することにある。

なお、本発明のさらに他の目的は、装置支持体または磁場発生ポールの冷却を具現することで、（電）磁気的吸引力による鋼板の安定的な形状の矯正または振動の抑制が行われるようにした鋼板安定化装置を提供することにある。

上記のような目的を達成させるための技術的な一側面として、本発明は、進行する鋼板の少なくとも一側に配置される装置支持体と、上記装置支持体に鋼板を向けて提供される磁場発生ポール及び上記磁場発生ポールの鋼板側端部に鋼板の吸引力を増大させるように提供されるポール拡張部からなる鋼板安定化手段と、を含んで構成された鋼板安定化装置を提供する。

上記鋼板安定化手段のポール拡張部は、磁場発生ポールの先端部に形成されるラウンド部を介して少なくとも上記磁場発生ポールの厚さより大きく提供されることが好ましい。

上記装置支持体には一つ以上の鋼板安定化手段が提供され、上記装置支持体は鋼板の幅方向に一つ以上配列されることがより好ましい。

上記磁場発生ポールは装置支持体に複数提供され、上記複数の磁場発生ポールは装置支持体に鋼板の進行方向に独立して設置されたり、連結部を介して連結設置されることがより好ましい。

このとき、上記鋼板安定化手段は、磁場発生ポールが磁性体からなるコア部材及びコア部材に巻かれる電磁気コイルで構成されるコイル型鋼板安定化手段、及び上記磁場発生ポールが永久磁石または電磁石で形成された磁石型鋼板安定化手段のいずれか一つで提供され、鋼板の形状の矯正または振動の抑制を具現できるように構成されることができる。

上記連結部を介して連結される複数の磁場発生ポールのうち少なくとも一つに電磁気コイルが巻かれることが好ましい。

上記磁場発生ポールに備えられるポール拡張部の幅は、コイル型鋼板安定化手段のコア部材に巻かれる電磁気コイルの直径または磁石型鋼板安定化手段の磁場発生ポールの厚さの１．５〜５倍の範囲で形成されることがより好ましい。

上記コイル型鋼板安定化手段の電磁気コイルは、コア部材に並列に提供されることがより好ましい。

上記ポール拡張部と鋼板との間隙を測定するように提供される渦電流センサー及び距離計センサーのうち少なくとも一つをさらに含むことがより好ましい。

上記装置支持体及び装置支持体に装着された磁場発生ポールのうちいずれか一つまたは両方に提供され、冷却媒体が流通する冷却手段をさらに含むことがより好ましい。

このような本発明によると、鋼板の（電）磁気的吸引力を増大させ、多様な形態の磁場発生ポールを提供することで印加される電流を制御することにより、鋼板、特にめっき鋼板の形状の矯正性及び／または鋼板の制振性を向上させ、鋼板のめっき偏差を減らして鋼板のめっき品質を向上させることができるようになる。

また、（電）磁気力を用いることにより、従来の機械接触方式による鋼板表面の欠陥発生が防止でき、接触による摩耗などが発生しないため、装置を半永久的に用いることができるようになる。

なお、本発明は、装置と鋼板との間隙（距離）を渦電流センサー（または距離計センサー）を用いて精密かつ速い応答特性に基づいて測定することができるため、鋼板と装置との間隔を制御することにより、結果的に鋼板に対する（電）磁気的吸引力を均一に制御したり維持させることで、鋼板の均一な形状の矯正または制振を可能にする。

さらに、本発明は、装置支持体または磁場発生ポールの冷却を具現することで、（電）磁気的吸引力による鋼板の安定的な形状の矯正または振動の抑制が行われるようにする。

従来の鋼板のめっき工程を示した構成図である。 本発明による鋼板安定化装置を含む鋼板めっき工程の一例を示した構成図である。 図２の本発明による鋼板安定化装置を示した斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明による鋼板安定化装置の多様な形状を示した側面構成図である。 図３の本発明による鋼板安定化装置を示した側面構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明による鋼板安定化装置の磁場発生ポールの一実施例を示した斜視図及び側面構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明による鋼板安定化装置の磁場発生ポールの他の実施例を示した斜視図及び側面構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明による鋼板安定化装置の磁場発生ポールのさらに他の実施例を示した斜視図及び側面構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明による鋼板安定化装置における磁場発生ポールのコイル形状を示した回路図及び構成図である。 （ａ）から（ｃ）は本発明による鋼板安定化装置において磁場発生ポールまたは装置支持体に備えられる冷却手段を示した構成図である。 本発明による鋼板安定化装置の性能曲線を示したグラフである。 本発明による鋼板安定化装置の性能曲線を示したグラフである。 本発明による鋼板安定化装置の鋼板の厚さ及び電流の敏感曲線を示したグラフである。

以下では、添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

まず、図２から図４には、本発明による鋼板安定化装置１が示されている。

ただし、本実施例では、図２に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１は図１に示された亜鉛めっき設備のめっき槽１１０を通過してから亜鉛めっきされるめっき鋼板１００の形状の矯正または／及び鋼板の制振を行うものとし、めっきラインと関連したシンクロール１１２及びスタビライジングロール１１４を含むめっき槽１１０、ガスワイピング装置１２０及び上部移送ロール１３０は従来技術部分で説明した図１と同一の図面符号で説明するものとする。

このとき、鋼板の形状の矯正とは、図２におけるガスワイピング装置１２０を通過する鋼板が幅方向に曲がる不良形状、即ち、鋼板のＣ型反曲やＬ型反曲などの形状不良を矯正してガスワイピング装置１２０を通過する鋼板を平坦に矯正することで鋼板のめっき偏差を発生させないようにすることを意味する。

また、鋼板の制振、即ち、振動の抑制とは、鋼板の移送時にガスワイピング装置を通過する際に鋼板のめっき厚さが揺れによって正常に制御されないことを防止することを意味する。

一方、本実施例では、本発明の鋼板安定化装置１を鋼板めっきライン、即ち、鋼板の亜鉛めっきラインに適用して説明するが、その他の鋼板の製造時に鋼板の連続移送が行われる連続生産ラインにも適用することができる。

例えば、進行時の鋼板にＣ型反曲やＬ型反曲などの形状不良または振動が発生した場合に、鋼板の生産または品質に影響を及ぼす鋼板表面の処理工程にも本発明の鋼板安定化装置を適用することができる。

また、本発明の鋼板安定化装置１は、進行する鋼板の両側に対称的に配置されることが鋼板の均一かつ安定的な制振の具現のために好ましい。

なお、（電）磁気力の制御を十分に具現できれば、本発明はこれに限定されず、鋼板の一側のみに提供されることもできる。

一方、図２に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１は、めっき槽１１０の上部におけるガスワイピング装置１２０の上側に所定間隔Ｓ、例えば、約０．５〜２ｍの間隔Ｓを置いて一つ以上配置することが好ましい。

例えば、めっきラインにおける鋼板の振動は、ガスワイピング装置１２０でガスをワイピングして鋼板表面の（亜鉛）めっき液を減らすめっき厚さの調節時にめっき偏差が発生するため、鋼板安定化装置をガスワイピング装置１２０の上側に上記間隔Ｓを維持するように配置することで、ガスワイピング時に鋼板の形状不良または振動が発生しないようにすることが好ましい。

このとき、上記範囲を外れる場合、例えば、本発明の装置とガスワイピング装置との間隔Ｓが０．５ｍより小さいと、ガスワイピング装置に近すぎてガスワイピング時に発生するめっき液の飛散粒子が本発明の鋼板安定化装置１に付着して装置の稼動安定性または精密性に影響を及ぼす可能性がある。

これに対し、本発明の装置とガスワイピング装置との間隔Ｓが２ｍより大きいと、ガスワイピング装置と離れすぎてガスワイピング領域における鋼板の形状矯正または振動抑制の実効性（影響力）が十分ではなくなるという問題が発生する。

また、図２に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１は、ガスワイピングされてめっき厚さが調節されるめっき鋼板を冷却するための鋼板冷却装置１５０、即ち、ミストクーラー（ｍｉｓｔ ｃｏｏｌｅｒ）と、鋼板１００の進行を制御するべくスタビライジングロール１１４と同じラインに配置された上部移送ロール１３０との間に（さらに）配置することもできる。

なお、図２から図４に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１は、その構成例として進行する鋼板１００、即ち、めっき槽を通過して進行するめっき鋼板の少なくとも一側、好ましくは両側に対称的に配置された装置支持体１０と、上記装置支持体に鋼板に向かって一つ以上提供される磁場発生ポール（ｐｏｌｅ）３２及び上記磁場発生ポール３２の鋼板側端部に鋼板の電磁気または磁気的吸引力を増大させるように提供される磁場発生ポールのポール拡張部３４を含んで構成された鋼板安定化手段３０と、を含んで構成されることが好ましい。

これにより、本発明の鋼板安定化装置１は、従来の機械的接触式ロール、ガス噴射または単純な磁石ブロックを用いた鋼板の形状の矯正または鋼板の制振とは異なって（電）磁気力を用いた非接触式であることから、鋼板のＣ型反曲やＬ型反曲などの形状不良を平坦に矯正したり、振動の発生を抑制したり、少なくとも最小限にすることができる。その結果、従来の接触式による鋼板表面の欠陥発生またはガス噴射による非効率的な鋼板の形状の矯正性または制振性が除去される。

特に、本発明では、（電）磁気力、即ち、鋼板を吸引して形状を矯正したり、振動を抑制する（電）磁気力を発生させる磁場発生ポール３２に、例えば、鋼板の進行方向に水平な拡張面を有する、いわゆるポールシューズ（ｐｏｌｅ ｓｈｏｅｓ）の形状にポール拡張部３４が提供されるため、従来の単純な磁石ブロックによる鋼板の制振に比べて薄板の鋼板である場合にも非常に安定的に鋼板の形状の矯正または制振を具現することができる。

一方、上記装置支持体１０は、図３に示されているように、鋼板１００の進行方向に長く伸張されるプレート状であることができる。また、（電）磁気力発生時に磁場が漏れることを防止できるように非磁性体、例えば、セラミックやステンレス（ＳＵＳ）などで製作されることが好ましい。

また、図面には概略に示されているが、本発明の上記装置支持体１０は、めっきライン全体の設備側のフレーム（図示せず）に固定されて連結設置されることができる。

一方、このような本発明の装置支持体１０は、上記鋼板安定化手段３０が設置される数によって適宜にサイズが調節されて設置されることはもちろん、少なくとも鋼板の幅より鋼板の幅方向に大きい（電）磁気力の鋼板吸引力を発生させるためには、図３のように鋼板の幅方向に一つ以上配置されることが好ましい。

最も好ましくは、図３のように、本発明の鋼板安定化装置１に関し、鋼板の進行方向に長く伸張された単位装置支持体１０の上下側に一対の鋼板安定化手段３０を鋼板の進行方向に配列し、このような鋼板安定化装置１を鋼板の幅方向に多列配置することである。

もちろん、このような鋼板安定化装置の配列は、鋼板の厚さや幅などを考慮して調整すればよい。

一方、図３に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１において、実質的に鋼板の（電）磁気的吸引力を発生させる鋼板安定化手段３０の磁場発生ポール３２に備えられて鋼板の（電）磁気的影響の範囲を拡大させるポール拡張部３４は、磁場発生ポール３２の鋼板側の先端部に一体形成されるラウンド部３６を介して鋼板と並行に提供される。

即ち、本発明の磁場発生ポール３２のポール拡張部３４は、進行する鋼板に並行に電磁気力放出面として提供され、磁場発生ポール３２の先端部のラウンド部３６を通じて面積が拡張されるため、磁場発生ポール３２に発生する磁場が全体の拡張部に均一に鋼板に向かって放出され、これによって鋼板の吸引力が全体的に均一になる。

このとき、このような本発明の磁場発生ポール３２のポール拡張部３４は、磁場発生ポールと一体形成（加工）したり、加工が困難である場合は、（鋼）磁性体である鉄板（板材）を磁場発生ポールに付着して組み立てることもできる。

また、本発明の鋼板安定化装置１において、実質的に鋼板の形状を矯正したり、制振を具現する鋼板安定化手段３０は、図４の（ａ）及び（ｂ）に示されているように、多様な形状で提供されることができる。

即ち、図４の（ａ）に示されているように、本発明の鋼板安定化手段３０は、図２及び図３の磁場発生ポール３２が磁性体からなるコア部材３２ａ及びコア部材に巻かれる電磁気コイル３２ｂで構成されたコイル型鋼板安定化手段３０ａとして提供されることができる。

例えば、ＳＭ４５Ｃ系または珪素鋼板を積層して構成したコア部材３２ａに、電流の印加時に電磁気力を形成させる電磁気コイル３２ｂを巻いて磁場発生ポール３２を構成する。このとき、磁場発生ポール３２のポール拡張部３４の形状は、上記コア部材から垂直に一体形成されることができる。

また、コイル型鋼板安定化手段３０ａは、図４の（ａ）に示されているように、コア部材に巻かれたコイルの外側にカバー体４０、例えば、電磁気力に影響を及ぼさない非磁性体、例えば、合成樹脂やステンレスなどからなるカバー体で包囲処理することで、めっき粒子またはその他の異物がコイルの間に挟まって溜まらないようにすることが好ましい。

また、図４の（ｂ）に示されているように、本発明の鋼板安定化手段３０は、磁場発生ポール３２が永久磁石または電磁石で形成された磁石型鋼板安定化手段３０ｂとして提供されることもできる。

このとき、図４の（ａ）及び（ｂ）に示されているように、本発明の装置において磁場発生ポールに備えられるポール拡張部３４の幅（例えば、鋼板の進行方向の高さ）Ｄ２は、コイル型鋼板安定化手段３０ａである場合は、コア部材に巻かれた電磁気コイル３２ｂの直径Ｄ１、または磁石型鋼板安定化手段３０ｂの場合は、磁場発生ポール３２の厚さＤ１の１．５〜５倍の範囲で形成されることが好ましく、約２倍が最も好ましい。

例えば、上記ポール拡張部の幅Ｄ２がコイルまたは磁場発生ポールの直径または厚さＤ１の１．５倍より小さいと、磁場発生ポール拡張部の（電）磁場の増大幅が少なく、従来のブロック状の制振器具とほぼ同一になることから、磁場発生ポール拡張部による鋼板単位面積当たりに発生する鋼板の吸引力が高くなり、むしろ鋼板の応力集中が増幅されるため、例えば、鋼板、特に厚さ０．６ｔ程度の薄板である場合にへこむなどの問題が生じる。

これに対し、上記ポール拡張部の幅Ｄ２がコイルまたは磁場発生ポールの直径または厚さＤ１の５倍より大きいと、上記磁場発生ポール３２のポール拡張部３４の面積が大きくなりすぎることから、（電）磁場の鋼板への影響力、即ち、鋼板吸引力が減少して正常な鋼板の形状の矯正または制振の具現を困難にする可能性がある。

一方、図４の（ａ）及び（ｂ）に示されているように、上下側の単位鋼板安定化手段３０の磁場発生ポール３２のポール拡張部３４の間隙Ｄ３も約２０−４０ｍｍであることが好ましい。例えば、上記間隔が２０ｍｍより小さいと、ポール拡張部３４同士が近すぎるようになることから、それぞれの磁場発生ポール拡張部から放出される電磁気力が緩衝されて鋼板吸引力を悪化させる。これに対し、４０ｍｍ以上であると、必要以上に空間を占めるようになることから、装置全体のサイズが無駄に大きくなる。

また、図５に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１は、鋼板安定化手段３０、即ち、磁場発生ポール３２のポール拡張部３４と進行する鋼板、即ち、めっき鋼板１００との間隙Ｇを測定するセンサーを含むことができる。

例えば、図５に示されているように、装置支持体１０及び以下で詳細に説明する上下側の磁場発生ポール３２の連結部３８に形成された開口部分におけるセンサー装着口５２に提供されて磁場の強さで間隙Ｇを測定する公知の渦電流センサー５０を用いることができる。

また、単位鋼板安定化手段３０を介して装置支持体１０に連結されて設置される距離計センサー６０、例えば、レーザー距離計センサーが上記渦電流センサーとともに、または独立して配置されて磁場発生ポール拡張部３４と鋼板との間隙Ｇが測定されることもできる。

しかし、距離計センサー６０は、実際のめっきライン環境において測定（誤差）不良が容易に発生する傾向があるため、このような距離計センサーよりは磁場の波長を感知してセンサーと鋼板との渦電流を感知することで上記間隙Ｇを測定する渦電流センサー５０を用いることがより好ましい。ただし、距離計センサーを用いることが不可能であるという意味ではない。

一方、このような渦電流センサーは、例えば、センサーと鋼板との距離（実際には、磁場発生ポール３２のポール拡張部３４と鋼板との間隙Ｇ）の変化によって相互作用する磁場の変化によりコイルのインピーダンスを変化させ、これを渦電流センサーが感知して間隙Ｇを測定する。本発明で用いられる渦電流センサーは、測定対象物が内部を通過する貫通型よりはプローブ（ｐｒｏｂｅ）型センサーを用いることが好ましい。

また、距離計センサー６０を用いる場合、本発明に係わるめっき工程が高温環境であるため、装置支持体１０に連結され、冷却水またはエアーが内部に流動される冷却型として提供されることが好ましい。例えば、図５に示されているように、上記距離計センサー６０は、装置支持体１０と連結される連結台６４のハウジング６２の内部に設置され、センサーの前には窓６６が配置され、特に冷却水または冷却エアーが供給（ｉｎ）及び排出（ｏｕｔ）される通路６２ａが備えられる形態であることができる。

また、上記磁場発生ポール３２の拡張部３４の前面と鋼板との間隙Ｇは、上記渦電流センサーまたは距離計センサーが測定できる臨界範囲内で形成することが好ましい。

例えば、上記渦電流センサー５０を通じて測定することができる上記間隙Ｇの範囲は約０．１〜４４ｍｍで、上記間隙は上記範囲を外れないようにすることが好ましい。

もちろん、最適の鋼板制振を具現するためには、既存の鋼板のサイズや厚さ、その進行速度などによって上記間隙を適切に調整することが好ましい。

以下では、図６から図８を参照して上述した本発明による鋼板安定化装置の多様な形態、特に、鋼板安定化手段３０の多様な形態について説明する。

このとき、図６の（ａ）、図７の（ａ）及び図８の（ａ）は、図４の（ｂ）のように永久磁石または電磁石の磁場発生ポール３２を含む磁石型鋼板安定化手段３０ｂが、図６の（ｂ）、図７の（ｂ）及び図８の（ｂ）は、図４の（ａ）のコア部材３２ａに電磁気コイル３２ｂを巻いた磁場発生ポール３２を含むコイル型鋼板安定化手段３０ａを示した図面である。

即ち、図６の（ａ）及び図６の（ｂ）のように本発明の鋼板安定化手段３０は、連結部３８を介して上下側の磁場発生ポール３２が連結される「逆コの字」の形態であることができる。

この場合、それぞれの磁場発生ポールに電磁気コイルが巻かれても磁場発生ポールで放出される電磁気力は連結部によって同一になる。これにより、それぞれの巻かれたコイルは、一つのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ドライバ及びこれに連結された制御部Ｃを通じて印加される電流が調節されることができる。即ち、それぞれの巻かれたコイルに印加される電流を異ならせても磁場発生ポールで放出される電磁気力（磁場）は同一である。

しかし、図７の（ａ）及び（ｂ）に示されているように、一つの非磁性体である装置支持体１０に磁場発生ポール３２が独立して上下側に設置されるように磁場発生ポールを「Ｉ」字型に提供する場合、コア部材にそれぞれ巻かれた電磁気コイル３２ｂには制御部Ｃで制御されるそれぞれのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ドライバが連結されるため、印加される電流がそれぞれ異なるように制御されると、上下側磁場発生ポールで放出される電磁気力は異なるように具現されることができる。

また、図８の（ａ）及び（ｂ）に示されているように、一つの装置支持体１０に二つの連結部３８を介して総３つの磁場発生ポール３２が連結される、例えば、正面から見たときに「Ｅ」字型になるように提供することが可能であるが、この場合、図６を参照して説明した通り全体の磁場発生ポールでは同一の電磁気力が放出されるため、中央のコア部材３２ａのみに電磁気コイル３２ｂが巻かれても３つの磁場発生ポール３２で形成される電磁気力（磁場）は同一である。

したがって、図６から図８に示されている多様な形態の鋼板安定化手段３０を鋼板の形状不良または振動の発生による鋼板の形状の矯正または制振環境に併せて適切に選択し用いることができるが、鋼板の厚さや幅、ラインによって鋼板に振動が多く発生する環境下では図８の磁場発生ポールが多数提供される形態を、磁場発生ポールで異なる磁気力を形成させる必要がある場合には図７の形態を選択する。また、図６は基本形態にするとよい。

しかし、いかなる形態であれ、また、装置支持体１０に鋼板の進行方向に独立して設置されても、連結部３８を介して設置されても、複数の磁場発生ポール３２は、図６から図８に示されているように、電磁気力を均一に形成するために、鋼板と水平に等間隔で配列される必要がある。

また、連結部３８を介して連結される複数の磁場発生ポール３２の場合は、図８のように一つの電磁気コイル３２ｂが巻かれることが装置構造の単純化のために好ましい。

なお、図９の（ａ）及び（ｂ）に示されているように、コア部材３２ａに巻かれた電磁気コイル３２ｂが連結部３８を介して磁場発生ポール３２のコア部材３２ａに連結される場合、多数の電磁気コイル３２ｂは並列に提供される。

即ち、図９の（ａ）及び（ｂ）のように電磁気コイルが並列にコア部材に提供されると、印加される電流は同一であり、磁場発生ポールで形成される電磁気力は全体的に均一化して鋼板の制振力が一定に維持される。

一方、図２に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１が進行するめっき鋼板１００の両側から（電）磁気力を形成して鋼板を吸引することにより、鋼板の形状不良を矯正したり、振動の抑制、即ち、制振を行う場合に電磁気力をリアルタイムで制御することが好ましい。

また、図１０に示されているように、本発明の鋼板安定化装置１に備えられる冷却手段７０、即ち、図１０の（ｃ）のような装置支持体１０’、または図１０の（ａ）及び（ｂ）のような装置支持体に装着される永久磁石、電磁石またはコア部材を含む磁場発生ポール３２に提供される冷却媒体流動型の冷却手段７０をさらに含むことが好ましい。

例えば、図２における亜鉛めっき槽１１０を通過する亜鉛めっき鋼板１００の場合、亜鉛溶融液の温度が約４５０〜４６０℃であるため、ガスワイピング装置の上側に配置される本発明の鋼板安定化装置１は、実際には高温環境にさらされる可能性がある。このため、温度に影響を受けずに円滑な（電）磁気力を形成させるためには、好ましくは磁場発生ポール３２の温度が少なくとも１５０℃に維持される必要がある。

即ち、このような装置支持体または磁場発生ポールの冷却は、少なくとも磁場発生ポールの効率低下を防止し、（電）磁気力がなくなるキュリー温度を避けるためのもので、窒素ガスまたは冷却水を装置支持体または磁場発生ポールに流すことで行われる。

一方、このような本発明の冷却手段７０は、図１０の（ａ）及び（ｂ）のように、磁場発生ポール３２（即ち、永久磁石、電磁石またはコア部材）の後端部に冷却水または窒素ガスが流れるハニカム形態の冷却媒体通路７２を形成させ、その一端及び他端に冷却媒体供給及び排出管（図示せず）を連結したものである。

これにより、冷却媒体によって磁場発生ポール３２を冷却させて上記温度に維持させることで、磁場発生ポール３２が最適の電磁気力を発生する。

このとき、上記磁場発生ポール３２の冷却手段７０に設置される部分は、フランジ構造を有するように磁場発生ポールの本体部分と後端部部分とを連結して装置の製作または組立を容易にすることが好ましい。

即ち、冷却手段７０が提供された磁場発生ポール３２の後方部分は、冷却媒体通路を形成するための加工がなされるため、別途の組立部材にすることが好ましい。

例えば、コア部材が磁性体素材からなる板材を積層して製作する場合、上記冷却手段が形成される部分を一体型にしてフランジ形態を有するように組み立てることができる。

また、本発明の装置における磁場発生ポールは、永久磁石、電磁石または磁石（磁性体）のコア部材に冷却手段７０を形成せず、別途部材である装置支持体１０’の厚さを拡大させ、上記支持体１０’に冷却媒体通路７２（図１０の（ｃ）では概略的に示されているが、図１０の（ａ）及び（ｂ）の形態であることができる）を形成させて窒素ガスまたは冷却水を流通させることで装置支持体を冷却し、設置された磁場発生ポールの熱を吸収して磁場発生ポールを冷却させることもできる。

即ち、磁場発生ポールに冷却手段を提供する場合、設置は多少困難であるが冷却効率は高い。これに対し、図１０の（ｃ）のように装置支持体１０’に冷却手段を設置する場合、設置は容易であるが冷却効率が低いため、必要に応じて、適宜に選択してよい。また、図１０の（ａ）及び（ｃ）の磁場発生ポール及び装置支持体側の冷却手段をともに設置することもできる。

また、図１１及び図１２には本発明による鋼板安定化装置の性能曲線が示されている。図１１及び図１２において、Ｘ軸は本発明の装置のポール拡張部３４と鋼板との間隙（図５のＧ）、Ｙ軸は（電）磁気力によって決定される鋼板の吸引力である。

これにより、本発明によると、図１１のように、間隙が５〜４０ｍｍであるとき、印加電流が１．８Ａ、鋼板の厚さがそれぞれ２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍの場合、従来に比べて全体の間隙区間において鋼板の吸引力が増加することが分かる。

また、本発明によると、図１２のように、間隙が５〜４０ｍｍ、鋼板の厚さが１ｍｍ、印加電流が２Ａ、１Ａの場合、従来に比べて鋼板の吸引力が全体の間隙区間においてさらに増加することが分かる。

なお、図１３には、０．１〜１．８Ａの電流が印加され、上述した装置と鋼板との間隙（図５のＧ）が２０ｍｍであるとき、本発明による鋼板安定化装置の鋼板の厚さ（０〜２ｍｍ）及び印加電流（０〜２Ａ）の場合の敏感曲線が示されている。

例えば、図１３において鋼板の厚さが１．５ｍｍ、印加電流が１Ａの場合は、鋼板吸引力が４５ｋｇｆ、印加電流が最大である２Ａの場合は、最大鋼板吸引力は５５ｋｇｆであることが分かる。

一方、上述した本発明の鋼板安定化装置１において鋼板の吸引力を決定する（電）磁気力は、磁場発生ポールの設置数やポール拡張部の形状（幅）、電磁気コイルのコア部材への巻線数、電磁気コイルに印加される印加（偏向）電流、電流印加時の制御周波数などによって調整されることができる。

即ち、鋼板の厚さや幅、鋼板の進行速度などを考慮して上記（電）磁気力の動特性を調節することで最適の鋼板制振を具現することができる。

上述した本発明によると、鋼板安定化装置、特にめっき鋼板の形状不良の矯正または／及び鋼板の振動を（電）磁場を用いて非接触式で抑制することが可能になる。また、特に鋼板に対する（電）磁気的吸引力を増大させてめっき偏差をもたらす形状の矯正性及び制振性をさらに向上させるとともに、鋼板のめっき偏差を防止させることで、結果的に鋼板のめっき品質を向上させることができるようになる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。

Claims (7)

1. 進行する鋼板の少なくとも一側に配置される装置支持体と、
   前記装置支持体に前記鋼板を向くように配置される磁場発生ポール、及び前記磁場発生ポールの鋼板側端に鋼板吸引力を与えるように構成されたポール拡張部を含む鋼板安定化手段と
   を含み、
   前記鋼板安定化手段は、前記磁場発生ポールが磁性体からなるコア部材及び前記コア部材に巻かれる電磁気コイルで構成されるコイル型鋼板安定化手段、並びに前記磁場発生ポールが永久磁石または電磁石で形成される磁石型鋼板安定化手段のいずれか一つを含んで前記鋼板の形状の矯正または振動の抑制を具現できるように構成され、
   前記ポール拡張部の幅は、前記コイル型鋼板安定化手段の前記コア部材に巻かれる前記電磁気コイルの直径の、または前記磁石型鋼板安定化手段の前記磁場発生ポールの厚さの１．５〜５倍に形成される、鋼板安定化装置。
2. 前記装置支持体には少なくとも一つの鋼板安定化手段が配置され、
   前記装置支持体は前記鋼板の幅方向に少なくとも一つ配列される、請求項１に記載の鋼板安定化装置。
3. 前記磁場発生ポールは前記装置支持体に複数設けられ、
   複数の前記磁場発生ポールは、前記鋼板の進行方向において前記装置支持体に互いに対して独立して設けられまたは連結部を介して連結される、請求項１に記載の鋼板安定化装置。
4. 前記連結部を介して互いに連結される複数の前記磁場発生ポールの少なくとも一つに前記電磁気コイルが巻かれる、請求項３に記載の鋼板安定化装置。
5. 前記コイル型鋼板安定化手段の前記電磁気コイルは、前記コア部材に並列に設けられる、請求項１に記載の鋼板安定化装置。
6. 前記ポール拡張部と前記鋼板との間隙を測定するように構成される渦電流センサー及び距離計センサーの少なくとも一つをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の鋼板安定化装置。
7. 前記装置支持体及び前記装置支持体に装着された磁場発生ポールのいずれか一つまたは両方に設けられる冷却手段をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の鋼板安定化装置。

Images