特許 7185028 メッキ量制御装置および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】メッキ量制御装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 2/20 20060101AFI20221129BHJP

   C23C 2/40 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

C23C2/20

C23C2/40

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021516353

(86)(22)【出願日】2019-09-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-04

(86)【国際出願番号】 KR2019012215

(87)【国際公開番号】W WO2020060273

(87)【国際公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-05-07

(31)【優先権主張番号】10-2018-0114320

(32)【優先日】2018-09-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】592000691

【氏名又は名称】ポスコ

【氏名又は名称原語表記】ＰＯＳＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(72)【発明者】

【氏名】ノ、 イルファン

(72)【発明者】

【氏名】チャン、 テイン

(72)【発明者】

【氏名】イ、 ウォン－ホ

【審査官】松村 駿一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７６１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許第１０６１６７８８７（ＣＮ，Ｂ）

【文献】特開２０１０－１２６７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００３－００５３８１６（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ ２／２０

Ｃ２３Ｃ ２／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアーナイフを用いた鋼板のメッキ量制御装置において、
目標メッキ量に対する第１エアーナイフギャップおよび最終エアーナイフ圧力を導出し、現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量を達成するための第２エアーナイフギャップを導出するエアーナイフ条件導出部、および
前記第２エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップとの間の差であるギャップ補償量と制御周期中のエアーナイフ圧力変動量に基づいたギャップ補償比率によって最終エアーナイフギャップを決定するエアーナイフ圧力応答補償部を含み、
前記制御周期は、前記目標メッキ量に対するエアーナイフ条件を更新する周期であることを特徴とするメッキ量制御装置。

【請求項2】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、
前記制御周期が圧力応答期間以下である場合、前記制御周期中の前記エアーナイフ圧力変動量に基づいて前記ギャップ補償比率を算出し、
前記制御周期が前記圧力応答期間より長い場合、前記ギャップ補償比率は零に設定し、
前記圧力応答期間は、前記現在エアーナイフ圧力が前記最終エアーナイフ圧力に到達する期間であることを特徴とする、請求項１に記載のメッキ量制御装置。

【請求項3】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、
前記制御周期が前記圧力応答期間以下である場合、
前記制御周期を前記圧力応答期間で割った値に基づいて前記ギャップ補償比率を算出することを特徴とする、請求項２に記載のメッキ量制御装置。

【請求項4】

前記ギャップ補償比率は下記数式に従い、
（ギャップ補償比率）＝１－Ｔｃ／２Ｔｐ、（Ｔｐ＞＝Ｔｃ）
（ギャップ補償比率）＝０、（Ｔｐ＜Ｔｃ）、
Ｔｃは前記制御周期であり、Ｔｐは前記圧力応答期間であることを特徴とする、請求項３に記載のメッキ量制御装置。

【請求項5】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、
前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出することを特徴とする、請求項１に記載のメッキ量制御装置。

【請求項6】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、
前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値の量子化した結果を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出することを特徴とする、請求項１に記載のメッキ量制御装置。

【請求項7】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、
一制御周期内でエアーナイフ圧力変化率が所定の臨界比率以上である場合、
現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量に到達するための第３エアーナイフギャップを導出し、前記第３エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップとの間の差であるギャップ補償量と前記ギャップ補償比率によって最終エアーナイフギャップを決定することを特徴とする、請求項１に記載のメッキ量制御装置。

【請求項8】

エアーナイフを用いた鋼板のメッキ量制御方法において、
メッキ量制御装置が、目標メッキ量に対する第１エアーナイフギャップおよび最終エアーナイフ圧力を導出する段階、
前記メッキ量制御装置が、現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量を達成するための第２エアーナイフギャップを導出する段階、
前記メッキ量制御装置が、前記第２エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップとの間の差であるギャップ補償量を算出する段階、
前記メッキ量制御装置が、制御周期中のエアーナイフ圧力変動量に基づいたギャップ補償比率を算出する段階、
前記メッキ量制御装置が、前記ギャップ補償量および前記ギャップ補償比率に基づいて最終エアーナイフギャップを決定する段階を含み、
前記制御周期は、前記目標メッキ量に対するエアーナイフ条件を更新する周期であることを特徴とするメッキ量制御方法。

【請求項9】

前記ギャップ補償比率を算出する段階は、
前記制御周期が圧力応答期間以下である場合、前記制御周期中の前記エアーナイフ圧力変動量に基づいて前記ギャップ補償比率を算出する段階、および
前記制御周期が前記圧力応答期間より長い場合、前記ギャップ補償比率は零に設定する段階を含み、
前記圧力応答期間は、前記現在エアーナイフ圧力が前記最終エアーナイフ圧力に到達する期間であることを特徴とする、請求項８に記載のメッキ量制御方法。

【請求項10】

前記制御周期が前記圧力応答期間以下である場合での前記ギャップ補償比率を算出する段階は、
前記制御周期を前記圧力応答期間で割った値に基づいて前記ギャップ補償比率を算出する段階を含むことを特徴とする、請求項９に記載のメッキ量制御方法。

【請求項11】

前記ギャップ補償比率は、下記数式に従い、
（ギャップ補償比率）＝１－Ｔｃ／２Ｔｐ、（Ｔｐ＞＝Ｔｃ）
（ギャップ補償比率）＝０、（Ｔｐ＜Ｔｃ）、
Ｔｃは前記制御周期であり、Ｔｐは前記圧力応答期間であることを特徴とする、請求項１０に記載のメッキ量制御方法。

【請求項12】

前記最終エアーナイフギャップを決定する段階は、
前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出する段階を含むことを特徴とする、請求項８に記載のメッキ量制御方法。

【請求項13】

前記最終エアーナイフギャップを決定する段階は、
前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値の量子化した結果を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出することを特徴とする、請求項８に記載のメッキ量制御方法。

【請求項14】

一制御周期内でエアーナイフ圧力変化率が所定の臨界比率以上である場合、
現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量に到達するための第３エアーナイフギャップを導出する段階、および
前記第３エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップとの間の差であるギャップ補償量と前記ギャップ補償比率によって最終エアーナイフギャップを決定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のメッキ量制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、メッキ量制御装置およびメッキ量制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

溶融メッキ工程は、熱延あるいは冷延鋼板表面に溶融金属をメッキ処理して耐食性／耐摩耗性／耐熱性などを向上させたメッキ鋼板を生産する工程である。一例として、亜鉛メッキ鋼板があり、亜鉛メッキ鋼板は家電機器、自動車、建築などに多様に使用される。

【0003】

亜鉛溶融メッキ工程は、熱処理、メッキなどを目的とするいくつかの単位セクション（ｓｅｃｔｉｏｎ）から構成される。このうち、メッキセクションで鋼板は溶融亜鉛が入っているメッキポット（Ｚｉｎｃ Ｐｏｔ）、エアーナイフ、冷却装置を順次に通過し、鋼板の表面に亜鉛メッキ層が形成される。メッキセクションでエアーナイフは表面のメッキ層の厚さまたはメッキ量を制御する設備であって、メッキ量を正確に制御するために噴射される気体（Ａｉｒ Ｊｅｔ）の圧力と鋼板とエアーナイフの間隔を調整する。

【0004】

メッキ量制御が正確でない場合、注文メッキ量より実際メッキ量が少ないことを防止するために注文メッキ量よりさらに高い目標メッキ量でメッキ工程が行われ、不必要な亜鉛消耗が発生する。これを防止するためにはメッキ量制御が正確でなければならないが、メッキ量はメッキ層が凝固した以後に測定されるため非常に大きな測定遅延が発生する。したがって、一般的なフィードバック制御性能に限界がある。

【0005】

従来のメッキ量制御は主に操業者の手動操業で行われた。最近では予測モデルなどを用いたエアーナイフ制御で自動化が行われる傾向にある。メッキ量制御の自動化のためには制御システムで指示したエアーナイフ運転条件が設備に迅速正確に反映されなければならない。しかし、エアーナイフの操業条件、そのうちの特に目標メッキ量が変更される時、圧力は現在の値と制御目的値によって反応が遅くて指示値を追従するのに時間がかかり、制御誤差も比較的大きい方である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

エアーナイフ導出圧力の制御反応を補償することができるメッキ量制御装置および制御方法を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

発明の一特徴によるエアーナイフを用いた鋼板のメッキ量制御装置は、目標メッキ量に対する第１エアーナイフギャップおよび最終エアーナイフ圧力を導出し、現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量を達成するための第２エアーナイフギャップを導出するエアーナイフ条件導出部、および前記第２エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップ間の差であるギャップ補償量と制御周期中のエアーナイフ圧力変動量に基づいたギャップ補償比率によって最終エアーナイフギャップを決定するエアーナイフ圧力応答補償部を含み、前記制御周期は前記目標メッキ量に対するエアーナイフ条件を更新する周期である。

【0008】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、前記制御周期が圧力応答期間以下である場合、前記制御周期中の前記エアーナイフ圧力変動量に基づいて前記ギャップ補償比率を算出し、前記制御周期が前記圧力応答期間より長い場合、前記ギャップ補償比率は零に設定し、前記圧力応答期間は前記現在エアーナイフ圧力が前記最終エアーナイフ圧力に到達する期間であり得る。

【0009】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、前記制御周期が前記圧力応答期間以下である場合、前記制御周期を前記圧力応答期間で割った値に基づいて前記ギャップ補償比率を算出することができる。

【0010】

前記ギャップ補償比率は下記数式に従い、
（ギャップ補償比率）＝１－Ｔｃ／２Ｔｐ、（Ｔｐ＞＝Ｔｃ）
（ギャップ補償比率）＝０、（Ｔｐ＜Ｔｃ）、

【0011】

Ｔｃは前記制御周期であり、Ｔｐは前記圧力応答期間であり得る。

【0012】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出することができる。

【0013】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値の量子化した結果を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出することができる。

【0014】

前記エアーナイフ圧力応答補償部は、一制御周期内でエアーナイフ圧力変化率が所定の臨界比率以上である場合、現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量に到達するための第３エアーナイフギャップを導出し、前記第３エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップ間の差であるギャップ補償量と前記ギャップ補償比率によって最終エアーナイフギャップを決定することができる。

【0015】

本発明の他の特徴によるエアーナイフを用いた鋼板のメッキ量制御方法は、メッキ量制御装置が、目標メッキ量に対する第１エアーナイフギャップおよび最終エアーナイフ圧力を導出する段階、前記メッキ量制御装置が、現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量を達成するための第２エアーナイフギャップを導出する段階、前記メッキ量制御装置が、前記第２エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップ間の差であるギャップ補償量を算出する段階、前記メッキ量制御装置が、制御周期中のエアーナイフ圧力変動量に基づいたギャップ補償比率を算出する段階、前記メッキ量制御装置が、前記ギャップ補償量および前記ギャップ補償比率に基づいて最終エアーナイフギャップを決定する段階を含み、前記制御周期は前記目標メッキ量に対するエアーナイフ条件を更新する周期であり得る。

【0016】

前記ギャップ補償比率を算出する段階は、前記制御周期が圧力応答期間以下である場合、前記制御周期中の前記エアーナイフ圧力変動量に基づいて前記ギャップ補償比率を算出する段階、および前記制御周期が前記圧力応答期間より長い場合、前記ギャップ補償比率は零に設定する段階を含み、前記圧力応答期間は前記現在エアーナイフ圧力が前記最終エアーナイフ圧力に到達する期間であり得る。

【0017】

前記制御周期が前記圧力応答期間以下である場合での前記ギャップ補償比率を算出する段階は、前記制御周期を前記圧力応答期間で割った値に基づいて前記ギャップ補償比率を算出する段階を含むことができる。

【0018】

前記ギャップ補償比率は、下記数式に従い、
（ギャップ補償比率）＝１－Ｔｃ／２Ｔｐ、（Ｔｐ＞＝Ｔｃ）
（ギャップ補償比率）＝０、（Ｔｐ＜Ｔｃ）、

【0019】

Ｔｃは前記制御周期であり、Ｔｐは前記圧力応答期間であり得る。

【0020】

前記最終エアーナイフギャップを決定する段階は、前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出する段階を含むことができる。

【0021】

前記最終エアーナイフギャップを決定する段階は、前記ギャップ補償量に前記ギャップ補償比率をかけ、前記かけた値の量子化した結果を前記第１エアーナイフギャップに足して前記最終エアーナイフギャップを算出することができる。

【0022】

前記メッキ量制御方法、一制御周期内でエアーナイフ圧力変化率が所定の臨界比率以上である場合、現在エアーナイフ圧力で前記目標メッキ量に到達するための第３エアーナイフギャップを導出する段階、および前記第３エアーナイフギャップと前記第１エアーナイフギャップ間の差であるギャップ補償量と前記ギャップ補償比率によって最終エアーナイフギャップを決定する段階をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0023】

実施形態を通じてエアーナイフ圧力の制御反応を補償することができ、これによって注文メッキ量にさらに近く作業が可能で亜鉛消耗を減らすことができる効果を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態によるメッキ装置およびメッキ量制御装置を示した図である。

【図2】実施形態によるメッキ量制御方法を示したフローチャートである。

【図3】ギャップ補償比率を算出する方法を説明するためにエアーナイフ圧力変化を示したグラフである。

【図4】量子化に関する一例を示したグラフである。

【図5】実施形態を通じて改善された効果を示したメッキ量、エアーナイフ圧力、およびエアーナイフギャップのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付した図面を参考として本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な相異な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分については類似の図面符号を付けた。

【0026】

メッキ量制御システムでメッキ量制御のために調整する因子はエアーナイフのギャップと圧力である。このうち、エアーナイフのギャップはモータ－スクリュー方式などの機械装置で制御されてメッキ量制御システムで提供するギャップの指示値を速い応答速度で正確に追従する。しかし、圧力の場合、使用流体によって制御方式が多様であり、制御反応性が遅く誤差も比較的大きい。ＧＩ鋼板生産方式のうち、Ｎ２を使用する場合、Ｎ２の圧力応答が遅くて圧力よりギャップにさらに比重をおいて制御することができる。ＧＩ生産時、Ｎ２を使用することが通常的であるが、空気（ＡＩＲ）を使用する場合もある。しかし、この場合にも圧力応答が必要な応答速度に比べて遅く、性能が改善されたブロワーを通じてＮ２を使用する場合にも圧力応答が必要な応答速度に比べて依然として遅い。

【0027】

実施形態では、メッキ量制御のための圧力制御において発生する応答遅延および誤差を、ギャップを用いて補償する。

【0028】

図１は、実施形態によるメッキ装置およびメッキ量制御装置を示した図である。

【0029】

メッキ装置１００は、メッキポット１１０、ワイピング部１２０、および冷却部１３０を含む。実施形態で、メッキ装置１００は溶融亜鉛メッキ装置であってもよい。

【0030】

メッキポット１１０は鋼板ＳＳを溶融メッキするためのものであって、メッキポット１１０に案内された鋼板ＳＳはメッキポット１１０内に配置されたシンクロール（ｓｉｎｋ ｒｏｌｌ）１１１を通過しながら溶融金属１１２に浸漬されて溶融メッキ工程が行われる。鋼板ＳＳはシンクロール１１１によって進行方向が転換されてメッキポット１１０上部に移動する。メッキポット１１０内の溶融金属１１２によって表面がメッキされた鋼板ＳＳはメッキポット１１０上部に引出される。鋼板ＳＳは進行方向に沿って順次に配置されたワイピング部１２０および冷却部１３０を経てメッキ鋼板に製造される。冷却部１３０を経て冷却された鋼板ＳＳはテンションロール１４０を経て後続工程に進行する。

【0031】

実施形態で、メッキ溶液は、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよび／またはアルミニウム合金などが使用できる。

【0032】

ワイピング部１２０は鋼板ＳＳの進行方向に沿ってメッキポット１１０後端で鋼板の一面または両面に配置されて鋼板のメッキ付着量を制御する。ワイピング部１２０はエアーナイフ（ａｉｒ ｋｎｉｆｅ）１２１、１２２を含み、エアーナイフ１２１、１２２は鋼板ＳＳ表面に付着されたメッキ層にエアーナイフギャップだけ離隔した距離からエアーナイフ圧力で気体を噴射してメッキ付着量を調節する。例えば、エアーナイフ１２１、１２２は鋼板ＳＳ幅方向に延長され内部には極低温液体が循環するボディーを有し、ボディー先端には鋼板ＳＳのメッキ層に対してエアーナイフ角度だけ傾いたチップ（図示せず）が形成されていてもよい。エアーナイフから噴射される気体は空気または窒素などであってもよい。

【0033】

エアーナイフ１２１、１２２それぞれは、メッキ量制御装置２００から生成された制御信号ＡＦＣ１、ＡＦＣ２によってエアーナイフギャップおよび圧力を制御することができる。

【0034】

冷却部１３０は、鋼板ＳＳ表面のメッキ層にミスト（ｍｉｓｔ）噴霧または空気（ＡＩＲ）噴射を通じて鋼板ＳＳを冷却することができる。例えば、冷却体１３１、１３２は、鋼板幅方向に延長され内部には極低温液体が循環し鋼板表面のメッキ層に加圧されて冷気を加える冷却ロール（図示せず）を含むことができる。このような冷却ロールは、複数個が鋼板ＳＳの進行方向に沿って間隔をおいて多段に配置できる。

【0035】

メッキ量制御装置２００は、エアーナイフ条件導出部２１０およびエアーナイフ圧力応答補償部２２０を含む。

【0036】

エアーナイフ条件導出部２１０は、目標メッキ量および操業条件の入力を受け、目標メッキ量に対する第１エアーナイフギャップｇ１および最終エアーナイフ圧力ｐｆを導出し、現在エアーナイフ圧力で目標メッキ量を達成するための第２エアーナイフギャップｇ２を導出する。

【0037】

エアーナイフ圧力応答補償部２２０は、制御周期Ｔｃ、圧力応答期間Ｔｐ、第１および第２エアーナイフギャップｇ１、ｇ２を受信し、第２エアーナイフギャップと第１エアーナイフギャップ間の差であるギャップ補償量ｇ２－ｇ１とギャップ補償比率に基づいて最終エアーナイフギャップを決定する。制御周期Ｔｃは、目標メッキ量に対するエアーナイフ条件を更新する周期である。圧力応答期間Ｔｐは、現在エアーナイフ圧力で目標メッキ量に対する最終エアーナイフ圧力まで到達するのにかかる期間である。

【0038】

ギャップ補償比率は、制御周期Ｔｃが圧力応答期間Ｔｐ以下である場合、制御周期Ｔｃ中のエアーナイフ圧力変動量に基づいて算出される。制御周期Ｔｃが圧力応答期間Ｔｐより長い場合のギャップ補償率は「０」であり得る。例えば、エアーナイフ条件のうち、エアーナイフギャップおよびエアーナイフ圧力が制御周期Ｔｃごとに更新され、直前制御周期と目標メッキ量が同一な場合、直前周期のエアーナイフギャップおよび圧力が導出できる。

【0039】

エアーナイフ条件導出部２１０はメッキ量予測モデルを用いて目標メッキ量に対する第１エアーナイフギャップｇ１および最終エアーナイフ圧力ｐｆを導出することができる。

【0040】

メッキ量予測モデルは、ライン速度、エアーナイフギャップ、およびエアーナイフ圧力などのような操業条件を入力とし、メッキ量を出力とする関数で示すことができる。例えば、ライン速度Ｖ、エアーナイフ（ａｉｒ ｋｎｉｆｅ）ギャップＧ、エアーナイフ圧力Ｐなどを入力とし、予測メッキ量ＣＰを出力として導出する関数である数式１で示す事ができる。

【数1】

【0041】

エアーナイフ条件導出部２１０は、目標メッキ量が適用されたメッキ量予測モデルを逆算して第１エアーナイフギャップｇ１および最終エアーナイフ圧力ｐｆを導出することができる。

【0042】

しかし、発明がこれに限定されるのではなく、例えば、回帰モデルによる制御を通じて第１エアーナイフギャップｇ１および最終エアーナイフ圧力ｐｆが導出されるか、蓄積された操業条件で現在操業条件と類似の操業条件に基づいて第１エアーナイフギャップｇ１および最終エアーナイフ圧力ｐｆが導出できる。

【0043】

エアーナイフ圧力応答補償部２００は、制御周期と圧力応答期間を比較した結果に基づいてギャップ補償比率を決定することができる。メッキ操業中エアーナイフ圧力は最終エアーナイフ圧力ｐ１に向かって継続して変動しているので、制御周期Ｔｃごとにギャップ補償量を１００％適用すれば制御周期Ｔｃ中に変動するエアーナイフ圧力が反映されない。そうすれば、実際メッキ量が目標メッキ量に収斂せず、その差が増加することがある。したがって、制御周期と圧力応答を考慮してギャップ補償量を決定する。

【0044】

以下、図２を参照して実施形態によるメッキ量制御装置の最終エアーナイフギャップ算出方法を説明する。

【0045】

図２は、実施形態によるメッキ量制御方法を示したフローチャートである。

【0046】

まず、新たな制御周期Ｔｃが開示されれば（Ｓ０段階）、エアーナイフ条件導出部２１０はメッキ量制御モデルを用いて目標メッキ量を達成するための第１エアーナイフギャップｇ１および最終エアーナイフ圧力ｐｆを導出する（Ｓ１段階）。この時、エアーナイフ条件導出部２１０には目標メッキ量および操業条件に対するデータが入力できる。

【0047】

エアーナイフ条件導出部２１０は、メッキ量制御モデルを用いて現在エアーナイフ圧力条件で目標メッキ量を達成するための第２エアーナイフギャップｇ２を導出する（Ｓ２段階）。

【0048】

次いで、エアーナイフ圧力応答補償部２２０は、第２エアーナイフギャップｇ２から第１エアーナイフギャップｇ１を差し引きしてギャップ補償量ｇ２－ｇ１を算出する（Ｓ３段階）。

【0049】

一方、エアーナイフ圧力応答補償部２２０は、制御周期Ｔｃと圧力応答期間Ｔｐを比較する（Ｓ４段階）。Ｓ４段階の比較結果、制御周期Ｔｃが圧力応答期間Ｔｐより長い場合、ギャップ補償比率は「０」になる（Ｓ５段階）。そうすれば、最終エアーナイフギャップｇｆは第１エアーナイフギャップｇ１と設定される（Ｓ６段階）。

【0050】

Ｓ４段階の比較結果、制御周期Ｔｃが圧力応答期間Ｔｐ以下である場合、エアーナイフ圧力応答補償部２２０は制御周期Ｔｃ中のエアーナイフ圧力の変動量に基づいてギャップ補償比率を算出する（Ｓ７段階）。

【0051】

図３は、ギャップ補償比率を算出する方法を説明するためにエアーナイフ圧力変化を示したグラフである。

【0052】

図３で「ｘ」は制御周期Ｔｃ中のエアーナイフ圧力の変動量を示す。実施形態では制御周期Ｔｃの中間時点Ｔｃ／２のエアーナイフ圧力が制御周期Ｔｃ中のエアーナイフ圧力の変動量と設定される。これは制御周期Ｔｃ中のエアーナイフ圧力の平均に該当する値であって、実施形態に適用される一例として発明がこれに限定されるのではない。

【0053】

図３で「ｙ」は制御周期Ｔｃ中のエアーナイフ圧力変動とエアーナイフ圧力ｐ１間の差であって、実施形態ではギャップ補償比率が「ｙ」によって決定される。具体的に、ギャップ補償比率はｙ：ｐ１であり、これを数式２のように示すことができる。

【数2】

【0054】

制御周期Ｔｃと圧力応答期間Ｔｐを比較した結果によってギャップ補償比率を整理すれば数式３の通りである。

【数3】

【0055】

エアーナイフ圧力応答補償部２２０は、Ｓ３段階で算出されたギャップ補償量とＳ７段階で算出されたギャップ補償比率をかけて最終エアーナイフギャップｇｆを算出する（Ｓ８段階）。Ｓ８段階で算出された最終エアーナイフギャップは数式４のように示すことができる。

【数4】

【0056】

このように決定された最終エアーナイフギャップｇｆは最終エアーナイフ圧力ｐｆと共にエアーナイフ１２１、１２２のうちの対応する一つに適用できる。または二つのエアーナイフ１２１、１２２全てに同一に適用できる。または他の一つのエアーナイフに対しても同一な方式で生成された他の最終エアーナイフギャップおよび最終エアーナイフ圧力が適用できる。

【0057】

エアーナイフギャップ補償比率は、エアーナイフから噴射される気体の圧力応答性によって調節できる。例えば、圧力応答期間が相対的に短い空気を使用した場合ではギャップ補償比率が「０」であり、圧力応答期間が長い窒素を使用した場合ではギャップ補償比率が「１－Ｔｃ／２Ｔｐ」であり得る。

【0058】

メッキ量制御装置２００はエアーナイフギャップ補償による逆効果を最少化するために、制御周期Ｔｃ内でエアーナイフ圧力変化率が臨界比率以上である場合、制御周期Ｔｃと関係なく現在エアーナイフ圧力を基準にして目標メッキ量に到達するためのエアーナイフギャップを再び計算して適用することができる。

【0059】

エアーナイフ圧力が制御周期内で急激に変わって目標圧力に近くなる場合がある。この場合に現在エアーナイフギャップを維持する場合、ギャップ補償による逆効果が発生することがある。これを防止するために、制御周期Ｔｃ内でエアーナイフ圧力変化率が臨界比率以上である場合には、制御周期Ｔｃがまだ経過しなくても、現在エアーナイフ圧力を基準にして再びエアーナイフギャップを計算することができる。即ち、まだ制御周期が経過しなかったが、エアーナイフ圧力変化率が臨界比率以上である場合、現在エアーナイフ圧力で目標メッキ量に到達するためのエアーナイフギャップを新たに導出し、第１エアーナイフギャップと新たに導出されたエアーナイフギャップ間の差であるギャップ補償量にギャップ補償比率をかけて最終エアーナイフギャップを算出することができる。

【0060】

また、ギャップ補償による最終エアーナイフギャップが頻繁に変化してエアーナイフギャップを調節するモータの負荷が過度なことがある。これを防止するために数式４で、「（ｇ２－ｇ１）＊（１－Ｔｃ／２Ｔｐ）」項目を図４のように量子化（ｑｕａｎｔｉｚｉｎｇ）してエアーナイフギャップ調節モータの負荷を低めることができる。

【0061】

図４は、量子化に関する一例を示すグラフである。

【0062】

図４に示されているように、入力である「（ｇ２－ｇ１）＊（１－Ｔｃ／２Ｔｐ）」項目の値が０～△である時、出力は△／２であり、入力が△～２△である時、出力は３△／２であり、入力が２△～３△である時、出力は５△／２であり、入力が３△～４△である時、出力は７△／２である式の量子化が実施形態に適用できる。

【0063】

図５は、実施形態を通じて改善された効果を示したメッキ量、エアーナイフ圧力、およびエアーナイフギャップのグラフである。

【0064】

図５に示されているように、エアーナイフギャップ補償前に比べて、エアーナイフギャップ補償後のメッキ量偏差が急激に減少するのが分かる。

【0065】

特に、圧力ハンティングが発生する時点Ｔ２でも、目標メッキ量と実際メッキ量間の差ＣＰ２は従来のメッキ量差ＣＰ１に比べてはるかに小さい。これはエアーナイフギャップ補償によって時点Ｔ１からエアーナイフギャップがｇｆ１であるためである。即ち、圧力ハンティングによってエアーナイフ圧力が減少する場合、エアーナイフギャップはこれを補償するための値として導出される。そうすれば、圧力ハンティングに関係なく目標圧力に合わせてエアーナイフギャップが導出される従来に比べて、圧力変化によってエアーナイフギャップが補償されるので、圧力ハンティングによる急激なメッキ量偏差をエアーナイフギャップ補償によって減少させることができる。

【0066】

従来メッキ量制御システムでは、エアーナイフのギャップは数秒内に指示値を追従し、エアーナイフ圧力は指示値まで応答性によって数十秒から数分がかかる問題がある。即ち、実際メッキ量が目標メッキ量を追従するのにかかる時間はエアーナイフ圧力が指示値を追従する時間だけかかる。そうすれば、目標メッキ量に対する最適エアーナイフギャップと圧力を計算しても、実際エアーナイフ圧力が正確に反映されずメッキ量制御整合性を低下させる結果が発生した。実施形態では別途の圧力制御設備を新設することなくメッキ量制御整合性を改善し、追加的な費用や管理を必要としない効果を提供することができる。

【0067】

以上で本発明の一実施形態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るのではなく次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】