JP6112040B2 - Non-contact control device for metal strip and method of manufacturing hot-dip metal strip - Google Patents
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Description
本発明は、溶融めっき金属帯製造設備において、電磁石により非接触で金属帯に外力を加えることにより、金属帯の振動と反りを制御する金属帯の非接触制御装置および溶融めっき金属帯の製造方法に関する。 The present invention relates to a non-contact control device for a metal band and a method for manufacturing a hot-dip metal band by controlling external vibration and warpage of the metal band by applying an external force to the metal band in a non-contact manner by an electromagnet in a hot-dip metal band manufacturing facility. About.
従来より、金属帯を連続してめっきする方法として、金属帯を溶融金属中に浸漬し、金属帯表面にめっきを施す連続式溶融金属めっき方法が知られている。この連続式溶融金属めっき法を用いて、金属帯に溶融亜鉛めっきを施す場合には、金属帯(薄鋼板)を溶融亜鉛浴中に導入し、浴中に設けられたシンクロールに金属帯を巻きつけて、金属帯を略V字形の経路で溶融亜鉛浴中を通過させ、金属帯の表面に溶融亜鉛を付着させる。そして、溶融亜鉛浴から引き出された直後の金属帯の両面に、ガスワイピングノズルからワイピングガスを噴きつけて、過剰の溶融金属を払拭して溶融亜鉛めっきの付着量を調整する。 Conventionally, as a method for continuously plating a metal strip, a continuous molten metal plating method in which the metal strip is immersed in a molten metal and plating is performed on the surface of the metal strip is known. When hot dip galvanizing is applied to the metal strip using this continuous hot metal plating method, the metal strip (thin steel plate) is introduced into the hot dip zinc bath and the metal strip is placed on the sink roll provided in the bath. Wrapping and passing the metal strip through a molten zinc bath in a substantially V-shaped path, the molten zinc adheres to the surface of the metal strip. Then, a wiping gas is sprayed from the gas wiping nozzle onto both surfaces of the metal strip immediately after being drawn out from the molten zinc bath, and the excess molten metal is wiped off to adjust the adhesion amount of the molten galvanizing.
このような連続式溶融めっき方法においては、金属帯に、C反り、耳波等の形状不良が生じたり、金属帯が振動すると、ガスワイピングノズルと金属帯との距離が、金属帯の長手方向及び幅方向に変化し、溶融亜鉛めっきの付着量を適切に制御することができない。 In such a continuous hot dip plating method, when the metal band has a defective shape such as C warp or ear wave, or the metal band vibrates, the distance between the gas wiping nozzle and the metal band is the longitudinal direction of the metal band. And it changes to the width direction and the adhesion amount of hot dip galvanization cannot be controlled appropriately.
このような問題に対し、金属帯に非接触で外力を与えることにより、金属帯の反りや振動を制御する技術が開発されている。 In response to such a problem, a technique has been developed to control warpage and vibration of a metal band by applying an external force to the metal band in a non-contact manner.
特許文献1には、金属帯のエッジの両エッジの位置および振動を制御する電磁石を、金属帯の幅に応じて、金属帯の幅方向に移動させることが開示されている。 Patent Document 1 discloses that an electromagnet that controls the position and vibration of both edges of a metal band edge is moved in the width direction of the metal band according to the width of the metal band.
特許文献2には、金属帯の振動を制御する振動制御用コイル(電磁石)と、この振動制御用コイルよりも巻数が多い、金属帯の位置を制御する位置矯正用コイル(電磁石)の2系統のコイルを設けることが開示されている。
In
金属帯においては、幅方向中央において反りが大きくなるため、金属帯の幅方向中央の矯正力を大きくする必要がある。しかしながら、特許文献1及び2では、金属帯の幅方向中央の矯正力を大きくための工夫については、何ら開示されておらず、金属帯の反りを十分に矯正することができない。
In the metal band, warpage becomes large at the center in the width direction, and therefore it is necessary to increase the correction force at the center in the width direction of the metal band. However,
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような特徴を有している。
[1] 金属帯の両面に配され、金属帯の幅方向中央および左右のエッジに設けられた電磁石と、
前記金属帯の両面または片面において、幅方向中央および左右のエッジの前記電磁石の近傍に配され、前記金属帯の位置を検出する非接触位置センサと、
前記電磁石に流れる電流を調整することにより、前記電磁石の磁力を制御し、前記金属帯の振動および位置を制御する制御装置と、を備え、
前記電磁石は、振動制御用電磁石及び位置制御用電磁石を有し、
前記振動制御用電磁石は、幅方向中央および左右のエッジの電磁石の巻き数N1が同一であり、
前記位置制御用電磁石は、幅方向中央の電磁石の巻き数N2が、左右のエッジに設けられた電磁石の巻き数N3よりも大きい、金属帯の非接触制御装置。
[2] 前記位置制御用電磁石の幅方向中央の前記電磁石の巻き数N2および左右のエッジに設けられた電磁石の巻き数N3は、前記振動制御用電磁石の巻き数N1よりも大きい、[1]に記載の金属帯の非接触制御装置。
[3] 前記振動制御用電磁石の巻き数N1は、前記位置制御用電磁石の幅方向中央の前記電磁石の巻き数N2および左右のエッジに設けられた電磁石の巻き数N3の半分以下である、[2]に記載の金属帯の非接触制御装置。
[4] 前記振動制御用電磁石及び前記位置制御用電磁石の左右のエッジに設けられた電磁石は、前記金属帯の左右のエッジの位置に追従して移動する、[1]乃至[3]のうちいずれかに記載の金属帯の非接触制御装置。
[5] 前記金属帯の幅方向両側において、前記金属帯の両面に対向配置されたガスワイピングノズルから噴出されるワイピングガス同士の衝突を防ぐバッフルプレートを有し、
前記バッフルプレートは、前記金属帯の左右のエッジの位置に追従して移動し、
前記左右のエッジに設けられた電磁石は、前記バッフルプレートに設置されている、[4]に記載の金属帯の非接触制御装置。
[6] [1]乃至[5]のいずれかに記載の金属帯の非接触制御装置を用いた溶融めっき金属帯の製造方法。
The present invention has the following features in order to solve the above-described problems.
[1] An electromagnet disposed on both surfaces of the metal band and provided at the center in the width direction and the left and right edges of the metal band;
A non-contact position sensor that is disposed in the vicinity of the electromagnet at the center in the width direction and the left and right edges on both sides or one side of the metal band, and detects the position of the metal band;
A controller for controlling the magnetic force of the electromagnet by adjusting the current flowing through the electromagnet, and controlling the vibration and position of the metal strip, and
The electromagnet includes a vibration control electromagnet and a position control electromagnet,
The vibration control electromagnet has the same number of turns N1 of the electromagnet at the center in the width direction and the left and right edges,
The position control electromagnet is a non-contact control device for a metal band in which the number of turns N2 of the electromagnet at the center in the width direction is larger than the number of turns N3 of the electromagnet provided at the left and right edges.
[2] The number of turns N2 of the electromagnet in the center in the width direction of the electromagnet for position control and the number of turns N3 of the electromagnet provided on the left and right edges are larger than the number N1 of turns of the electromagnet for vibration control. [1] Non-contact control device for metal strips as described in 1.
[3] The number of turns N1 of the electromagnet for vibration control is less than half of the number of turns N2 of the electromagnet at the center in the width direction of the electromagnet for position control and the number of turns N3 of the electromagnet provided at the left and right edges. [2] A non-contact control device for a metal strip according to [2].
[4] Electromagnets provided on the left and right edges of the vibration control electromagnet and the position control electromagnet move following the positions of the left and right edges of the metal strip, among [1] to [3] The non-contact control apparatus of the metal strip in any one.
[5] A baffle plate that prevents collision of wiping gases ejected from gas wiping nozzles disposed opposite to both surfaces of the metal strip on both sides in the width direction of the metal strip,
The baffle plate moves following the positions of the left and right edges of the metal strip,
The non-contact control device for a metal strip according to [4], wherein the electromagnets provided on the left and right edges are installed on the baffle plate.
[6] A method for producing a hot dipped metal strip using the non-contact control device for a metal strip according to any one of [1] to [5].
本発明によれば、位置制御用電磁石の中央の電磁石の巻き数N2を、左右のエッジに設けられた電磁石の巻き数N3よりも大きくすることで、金属帯の反りが最も大きくなる幅方向中央における矯正力を大きくすることができる。これにより、金属帯の位置制御の精度を向上させ、金属帯幅方向における溶融金属めっきの付着量のばらつきを低減させることができる。 According to the present invention, the center of the width direction in which the warp of the metal strip is the largest by increasing the number of turns N2 of the center electromagnet of the position control electromagnet to the number of turns N3 of the electromagnet provided on the left and right edges. The correction force in can be increased. Thereby, the precision of the position control of a metal strip can be improved and the dispersion | variation in the adhesion amount of the molten metal plating in a metal strip width direction can be reduced.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る金属帯の非接触制御装置を示す図である。図1では、溶融金属めっき浴から出た金属帯1(鋼帯)が、紙面下方から上方に向って一点鎖線で示すパスライン上を移動する。溶融金属めっき浴の出側には、ガスワイピングノズル2が設けられ、金属帯1の両面からワイピングガスを噴きつけて、金属帯1に過剰に付着した溶融金属を払拭し、溶融金属の付着量を調整している。
FIG. 1 is a diagram showing a non-contact control device for a metal strip according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the metal strip 1 (steel strip) coming out of the molten metal plating bath moves on a pass line indicated by a one-dot chain line from the lower side to the upper side of the drawing. A
金属帯の非接触制御装置は、非接触位置センサ3、電磁石4、及び制御装置5を有している。ガスワイピングノズル2、非接触位置センサ3、及び電磁石4は、金属帯1の両面にそれぞれ設けられ、金属帯1を挟んで対向配置されている。ガスワイピングノズル2、非接触位置センサ3、電磁石4は、金属帯1の移動方向に向って、順に配置されている。
The metal band non-contact control device has a
非接触位置センサ3は、金属帯1との距離を非接触で検出する。非接触位置センサ3は、後述するように、金属帯1の幅方向中央と左右のエッジのそれぞれに設けられている。非接触位置センサ3は、金属帯1の厚み方向の位置を検出する。この金属帯1の位置情報は、制御装置5に送られる。なお、非接触位置センサ3の位置は、図1の配置に限られない。非接触位置センサ3の位置は、電磁石4の金属帯1の長手方向及び幅方向の近傍に設けられていればよい。また、非接触位置センサ3は、金属帯1の片面のみに設けるように構成してもよい。
The
電磁石4は、磁力により非接触で金属帯に外力を加えることにより、金属帯1の振動と反りを制御している。電磁石4は、金属帯1の振動を制御する振動制御用電磁石41と、金属帯1の厚み方向の位置を制御する位置制御用電磁石42を有している。振動制御用電磁石41と、位置制御用電磁石42は、金属帯1の移動方向に沿って順に配置されている。
The
振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42のうち、左右のエッジに設けられた電磁石は、金属帯1の左右のエッジの位置に追従して移動するように構成することが好ましい。これにより、金属帯1の左右のエッジの振動及び反りを精度よく矯正することができる。なお、金属帯1の左右のエッジの位置は、非接触位置センサ3によって検出してもよく、別のセンサによって検出してもよい。
Of the
振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42は、バッフルプレートに設置するようにしてもよい。バッフルプレートとは、金属帯1の両端部において、金属帯1の両面に対向配置されたガスワイピングノズル2から噴出されるワイピングガス同士の衝突によるワイピングガスの乱流の発生を防ぐために、対向配置されたガスワイピングノズル2の間に配されるものである。このバッフルプレートは、金属帯1の幅方向の左右のエッジの位置に追従して移動する。そのため、このバッフルプレートに、振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42を設置すれば、新たに振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42の駆動機構を設けずに、金属帯1の左右のエッジに追従させることができる。
The
制御装置5は、非接触位置センサ3によって検出された金属帯1の厚み方向の位置に基づいて、電磁石4の磁力を制御する。制御装置5は、電磁石4に流れる電流を調整し、電磁石4の磁力を制御することで、金属帯1の振動を低減すると共に、金属帯1の反りを矯正し、ガスワイピングノズル2の噴出口と金属帯1との距離を金属帯1の長手方向及び幅方向で均一にすることで、金属帯1の両面に付着するめっき付着量を均一に制御している。
The
図2は、本発明の実施の形態に係る金属帯の非接触制御装置の振動制御用電磁石及び位置制御用電磁石の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a vibration control electromagnet and a position control electromagnet of the non-contact control device for a metal strip according to the embodiment of the present invention.
図2は、金属帯1から、金属帯1の片面に設けられている振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42を見た図である。なお、金属帯1の他方の面に設けられた振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42も、図1と、同一構成となっている。
FIG. 2 is a view of the
振動制御用電磁石41及び位置制御用電磁石42は、金属帯1の幅方向中央と、左右のエッジのそれぞれに設けられている。
The
振動制御用電磁石41は、金属帯1の幅方向中央と左右のエッジの電磁石の巻き数は、すべてN1で同一である。
In the
一方、位置制御用電磁石42は、金属帯1の幅方向中央の電磁石42aの巻き数N2は、左右のエッジの電磁石42bの巻き数N3よりも大きい。具体的には、金属帯1の幅方向中央の電磁石42aの巻き数N2は、左右のエッジの電磁石42bの巻き数N3の1.5倍〜2倍程度とすることが好ましい。巻き数N2を巻き数N3の1.5倍以上とすることで、効率良く鋼板の形状矯正が可能となる。また、巻き数N2を巻き数N3の2倍以下とすることで、形状矯正の応答性を向上させることができる。
On the other hand, in the
また、位置制御用電磁石42の左右のエッジの電磁石42bの巻き数N3は、振動制御用電磁石41の巻き数N1よりも大きい。すなわち、巻き数N1からN3は、N1<N3<N2という関係を満たす。振動制御用電磁石41の巻き数N1は、位置制御用電磁石42の中央の電磁石42aの巻き数N2及び左右のエッジの電磁石42bの巻き数N3の半分以下とすることが好ましい。巻き数N1を、巻き数N2及びN3の半分以下とすることで振動制御の応答性を向上させることができる。
Further, the number of turns N3 of the
幅方向中央と左右のエッジの振動制御用電磁石41の上流側の直近には、それぞれ非接触位置センサ3が設けられている。非接触位置センサ3を、それぞれの振動制御用電磁石41の直前に配置することで、振動制御用電磁石41による振動制御と、位置制御用電磁石42による位置制御の精度を向上させることができる。
図3は、本発明の実施の形態に係る金属帯の非接触制御装置の位置制御用電磁石の動作を示す図である。図3は、位置制御用電磁石42a、42bを上方から見た図であり、紙面左右方向が金属帯1の幅方向に相当している。図3において中心線C(一点鎖線)は、金属帯1を挟んで対向配置された位置制御用電磁石42a、42bの中間位置を示している。
FIG. 3 is a diagram showing the operation of the position control electromagnet of the non-contact control device for a metal strip according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view of the
点線は、位置制御用電磁石42a、42bによる形状矯正前の状態の金属帯1を示している。点線で示された金属帯1は、幅方向中央が紙面上方に向って凸になっており、いわゆるC反りが生じている状態である。
The dotted line shows the metal band 1 in a state before shape correction by the
このように、金属帯1にC反りが生じている場合には、制御装置5によって、中央の位置制御用電磁石42a及び左右のエッジの位置制御用電磁石42bの磁力を制御して、金属帯1の中央及び左右のエッジのそれぞれに外力を付与する。このとき、金属帯1の中央部の中心線Cからの距離は、金属帯1の左右のエッジの中心線Cからの距離よりも大きくなる。そのため、金属帯1の中央部の位置制御用電磁石42aの磁力を、左右のエッジの位置制御用電磁石42bの磁力よりも大きくする必要がある。具体的には、金属帯1の幅方向中央に、下方(矢印方向)に向かう大きな外力を付与すると共に、金属帯1の左右のエッジに上方(矢印方向)に向かう小さな外力を付与する必要がある。
As described above, when the metal band 1 is warped, the
本実施の形態では、より大きな外力を要する金属帯1の幅方向中央の位置制御用電磁石42aの巻き数N2を、左右のエッジの位置制御用電磁石42bの巻き数N3よりも大きくすることで、幅方向中央に大きな磁力を発生させることができる。
In the present embodiment, the number of turns N2 of the
このような外力を加えることで、金属帯1は、実線で示すようにほぼ直線状となり、金属帯1の幅方向全体にわたって、金属帯1がほぼ中心線Cに矯正される。この結果、金属帯1の幅方向全体にわたって、ガスワイピングノズル2との距離が均一となり、めっき付着量のバラつきを軽減させることができる。
By applying such an external force, the metal band 1 becomes substantially linear as shown by a solid line, and the metal band 1 is corrected to the center line C over the entire width direction of the metal band 1. As a result, the distance from the
以上のように、実施の形態に係る金属帯の非接触制御装置では、金属帯1の反りによって、幅方向中央の位置制御用電磁石42aの巻き数N2を、金属帯1の左右のエッジの位置制御用電磁石42bの巻き数N3よりも大きくなるように構成している。これにより、最も大きな矯正力が必要な幅方向中央の位置制御用電磁石42aの磁力を大きくすることができ、金属帯1の位置に応じて適切な外力を付与することができる。これにより、金属帯1の幅方向にわたって、ガスワイピングノズル2との距離が均一となり、めっき付着量のバラつきを軽減させることができる。
As described above, in the metal band non-contact control device according to the embodiment, the number N2 of turns of the
また、本実施の形態では、位置制御用電磁石42aの前に振動制御用電磁石41を配することで、振動制御用電磁石41によって振動を低減させた後に、位置制御用電磁石42aによる形状矯正を行うことができ、位置制御用電磁石42aによる形状矯正の精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
なお、上記では、金属帯の非接触制御装置について説明したが、本発明は、上記のような金属帯の非接触制御装置を用いて、金属帯を製造する方法として実施してもよい。 In the above description, the non-contact control device for the metal band has been described. However, the present invention may be implemented as a method for manufacturing the metal band using the non-contact control device for the metal band as described above.
1 金属帯
2 ガスワイピングノズル
3 非接触位置センサ
4 電磁石
41 振動制御用電磁石
42 位置制御用電磁石
5 制御装置
N1 振動制御用電磁石の巻き数
N2 位置制御用電磁石の中央の電磁石の巻き数
N3 位置制御用電磁石の左右のエッジの電磁石の巻き数
C 中心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記金属帯の両面または片面において、幅方向中央および左右のエッジの前記電磁石の近傍に配され、前記金属帯の位置を検出する非接触位置センサと、
前記電磁石に流れる電流を調整することにより、前記電磁石の磁力を制御し、前記金属帯の振動および位置を制御する制御装置と、を備え、
前記電磁石は、振動制御用電磁石及び位置制御用電磁石を有し、
前記振動制御用電磁石は、幅方向中央および左右のエッジの電磁石の巻き数N1が同一であり、
前記位置制御用電磁石は、幅方向中央の電磁石の巻き数N2が、左右のエッジに設けられた電磁石の巻き数N3よりも大きい、金属帯の非接触制御装置。 An electromagnet arranged on both sides of the metal strip, provided at the center in the width direction and the left and right edges of the metal strip,
A non-contact position sensor that is disposed in the vicinity of the electromagnet at the center in the width direction and the left and right edges on both sides or one side of the metal band, and detects the position of the metal band;
A controller for controlling the magnetic force of the electromagnet by adjusting the current flowing through the electromagnet, and controlling the vibration and position of the metal strip, and
The electromagnet includes a vibration control electromagnet and a position control electromagnet,
The vibration control electromagnet has the same number of turns N1 of the electromagnet at the center in the width direction and the left and right edges,
The position control electromagnet is a non-contact control device for a metal band in which the number of turns N2 of the electromagnet at the center in the width direction is larger than the number of turns N3 of the electromagnet provided at the left and right edges.
前記バッフルプレートは、前記金属帯の左右のエッジの位置に追従して移動し、
前記左右のエッジに設けられた電磁石は、前記バッフルプレートに設置されている、請求項4に記載の金属帯の非接触制御装置。 On both sides in the width direction of the metal strip, there is a baffle plate that prevents collision between wiping gases ejected from gas wiping nozzles arranged opposite to both surfaces of the metal strip,
The baffle plate moves following the positions of the left and right edges of the metal strip,
The non-contact control apparatus of the metal strip of Claim 4 with which the electromagnet provided in the said right and left edge is installed in the said baffle plate.
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