鼻部控制系统和包括其的热浸镀锌装置的制作方法

本发明涉及一种鼻部控制系统和包括其的热浸镀锌装置，更具体地涉及一种能够自动地去除在生产热浸镀锌钢板的过程中漂浮在鼻部设备内的浮渣的鼻部控制系统和包括其的热浸镀锌装置。

背景技术：

1、热浸镀锌装置是一种熔融金属装置，其通过将锌锭熔化成450度或更高的高温熔融状态来将锌涂层镀覆于高温钢板的表面上。在热浸镀锌装置中，由于与环境空气的温差以及热不稳定性和化学不稳定性，总是会出现具有fe2al结构(即金属间化合物)的浮渣，例如由于与空气刀(其在碰撞竖直带材表面后在熔融金属表面上流动)的排放擦拭空气接触而导致的锌氧化。特别地，虽然添加各种合金元素组分(例如铝、锰和硅)以提高镀覆钢板的耐腐蚀性，改善表面品质等，但产生的浮渣的量因外部因素(温差、随着擦拭气体接触的氧化等)而大大增加。

2、这样的浮渣吸附在钢板的表面上，可能在二次加工的过程中引起各种问题，例如加工裂纹、镀层剥离、涂层性能变差等。特别地，为了供应镀覆钢板用于车辆的覆盖板，需要更严格地管理浮渣。在许多钢铁公司中，即使从排放管理的角度来看，也进行了大量的研究以使浮渣的产生最小化，通过将具有挡件结构的装置引入鼻部(其一个端部浸入镀锌浴并且将钢板引入)，确保镀锌浴的热稳定性和化学稳定性，从而防止浮渣缺陷，并且除浮渣外还防止异物如灰分(zno氧化物质)缺陷以及防止熔融金属表面上的漂浮物(包括异物和浮渣)吸附到钢板上。

3、通常地，许多钢铁公司使用一种鼻部控制系统，该鼻部控制系统采用如下方法：通过在鼻部设备的通气管部件内使用挡件形式结构和金属泵设备将越过挡件的浮渣排放到镀锌浴的背部，从而去除漂浮在鼻部设备内的浮渣。

4、本发明的背景技术公开于韩国专利申请公开号10-2014-0085175中。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、然而，这样的常规鼻部控制系统和包括该鼻部控制系统的热浸镀锌装置的问题在于，由于因以下情况经常发生所造成的异物粘附到钢板上而存在缺陷：因为在工作过程中镀锌浴的液位太高，挡件被完全充满，或者因为镀锌浴的液位太低，浮渣等异物不会排放到挡件的外部。此外，由于这样的问题，存在工人难以处理浮渣管理的问题，除非工人根据镀锌浴的熔融金属液位的实时变化来实时监测鼻部设备内的挡件管理，例如工人经常通过手工检查和管理鼻部设备内的当前挡件管理情况。

3、此外，连接至鼻部设备的通气管部件是通过焊接至其中的挡件而一体地制造的。在这种情况下，需要切割钢板以更换通气管部件，因此存在由于装置的维护时间增加而造成的生产率问题。此外，存在难以恰当处理挡件表面的结构问题。因此，目的是提供一种能够确保工作便利性和品质稳定性的鼻部控制系统和包括其的热浸镀锌装置，其根据镀锌浴的熔融金属液位的实时变化来应用可拆卸挡件，并且通过使用机器视觉相机和传感器基于熔融金属液位自动地控制可拆卸挡件和泵单元的负载来克服上述问题。

4、此外，本发明的目的是提供一种鼻部控制系统和方法，其能够通过实时自动地分析鼻部设备内的当前工作状态来确保工作便利性和品质稳定性。

5、本发明要实现的目的不限于上述目的，本领域技术人员可以从以下描述中清楚地理解以上未描述的其他目的。

6、[技术方案]

7、根据本发明的一个方面的鼻部控制系统包括：鼻部设备，其配置为一个端部在生产钢板的过程中浸入容纳有热浸镀锌液的镀浴中，并且将钢板引入到镀浴中，所述热浸镀锌液用于镀覆热浸镀锌钢板；第一传感器，其布置在镀浴的任意部分，并且能够测量热浸镀锌液的浴表面的第一水位；以及处理器，其配置为控制所述鼻部设备和所述第一传感器。鼻部设备包括：通气管部件，其配置为围绕引入到镀浴中的钢板，并且引导钢板以使得通过在所述通气管部件的底部形成的开口将钢板引入到容纳在镀浴中的热浸镀锌液中，所述开口浸入镀浴的浴表面中；挡件单元，其作为可拆卸结构物理地联接至所述通气管部件的外壁部分，能够在与第一传感器联动地操作的同时基于热浸镀锌液的浴表面的第一水位的信息沿着所述通气管部件的外壁被驱动，包括第一挡件壁部分和第二挡件壁部分，并且配置为形成容纳空间，所述第一挡件壁部分以预定距离与所述通气管部件的内壁部分间隔开，并且沿着所述通气管部件的内周形成使得所述第一挡件壁部分在所述通气管部件的开口中沿所述通气管部件的高度方向以预定高度突出，所述第二挡件壁部分以预定距离与所述第一挡件壁部分间隔开并且暴露于热浸镀锌液的浴表面，所述容纳空间能够容纳在所述通气管部件的内壁部分与所述第一挡件壁部分之间通过开口引入然后流过所述第一挡件壁部分的热浸镀锌液；以及泵单元，其安装在所述通气管部件的外部，并且配置为将容纳在所述挡件单元的容纳空间中的热浸镀锌液泵送至镀浴。处理器基于由第一传感器测量的第一水位与第一挡件壁部分之间的间距g的差异来自动地控制挡件单元的位置，使得持续地保持间距。

8、根据本发明的另一个方面的鼻部控制系统包括：鼻部设备，其配置为一个端部在生产钢板的过程中浸入容纳有热浸镀锌液的镀浴中，并且将钢板引入到镀浴中，所述热浸镀锌液用于镀覆热浸镀锌钢板；第一传感器，其布置在镀浴的任意部分，并且能够测量热浸镀锌液的浴表面的第一水位；以及处理器，其配置为控制所述鼻部设备和所述第一传感器。鼻部设备包括：挡件单元，其作为可拆卸结构物理地联接至通气管部件的外壁部分，能够在与第一传感器联动地操作的同时基于热浸镀锌液的浴表面的第一水位的信息沿着所述通气管部件的外壁被驱动，包括第一挡件壁部分和第二挡件壁部分，并且配置为形成容纳空间，所述第一挡件壁部分以预定距离与所述通气管部件的内壁部分间隔开，并且沿着所述通气管部件的内周形成使得所述第一挡件壁部分在所述通气管部件的开口中沿所述通气管部件的高度方向以预定高度突出，所述第二挡件壁部分以预定距离与所述第一挡件壁部分间隔开并且暴露于热浸镀锌液的浴表面，所述容纳空间能够容纳在所述通气管部件的内壁部分与所述第一挡件壁部分之间通过开口引入然后流过所述第一挡件壁部分的热浸镀锌液；相机模块，其安装在所述通气管部件内，布置在所述挡件单元的任意部分，并且能够识别漂浮在热浸镀锌液的浴表面上的异物；以及泵单元，其安装在所述通气管部件的外部，并且配置为将容纳在所述挡件单元的容纳空间中的热浸镀锌液泵送至镀浴。处理器基于通过使用相机模块学习异物的图像而获得的信息来控制挡件单元的位置或调节泵单元的负载，使得抑制移动的异物混入到钢板中。

9、在本发明中，处理器从第一传感器接收感测信号，并且基于感测信号通过以下方式持续地控制间距：升高或降低挡件单元以使得能够调节挡件单元浸入镀浴中的深度，或者调节泵单元的负载以使得能够控制由泵单元泵送的热浸镀锌液的流量。

10、在本发明中，处理器通过将经由第一传感器获得的热浸镀锌液的浴表面的第一水位的信息与挡件单元的位置的信息相结合来推导出突出到第一挡件壁部分的突出部分与热浸镀锌液的浴表面之间的间距g的信息，并且通过基于间距的推导信息和泵单元的负载的信息控制挡件单元的位置来持续地保持间距。

11、在本发明中，挡件单元构造为滑轨形式并且物理地联接至通气管部件的外壁部分。用于驱动挡件单元的驱动设备连接至鼻部设备的任意部分，以使得传递到镀浴的热能的影响最小化。

12、在本发明中，处理器在间距的信息小于预设参考时通过降低挡件单元来增加挡件单元的第一挡件壁部分浸入镀浴中的深度，而在间距的信息大于预设参考水位时通过升高挡件单元来减少挡件单元的第一挡件壁部分浸入镀浴中的深度。

13、在本发明中，鼻部设备进一步包括第二传感器，所述第二传感器安装在通气管部件的内部空间的任一侧，并且配置为检测挡件单元的位置的信息或测量流过挡件壁部分并容纳在挡件单元的容纳空间中的热浸镀锌液的浴表面的第二水位。

14、在本发明中，处理器通过第二传感器控制第二水位与第一水位之间的间距始终具有设定值或更大值，使得热浸镀锌液不会从挡件单元的容纳空间回流到通气管部件的开口。

15、在本发明中，泵单元包括：壳体部分，其安装在通气管部件外与挡件单元对应的位置，配置为在其中具有连接至挡件单元的容纳空间的泵送空间以使得所述泵送空间与所述容纳空间连通，并且配置为具有在其一侧形成的出口以使得从所述容纳空间引入至所述泵送空间的热浸镀锌液排放到镀浴中；叶轮部分，其可旋转地安装在所述壳体部分的泵送空间中，并且配置为通过其旋转驱动使引入到所述泵送空间中的热浸镀锌液朝向所述出口流动；以及驱动电机，其安装在所述壳体部分的一侧，连接至所述叶轮部分的旋转轴，并且配置为驱动所述叶轮部分旋转。

16、在本发明中，鼻部设备进一步包括在相机模块的一侧形成的气体供应部件和在相机模块的另一侧形成的气体抽吸部件，以防止热浸镀锌液产生的锌蒸气固定到相机模块的镜头上。由惰性气体去除锌蒸气，所述惰性气体通过气体供应部件移动到镜头的表面并且由气体抽吸部件吸收。

17、在本发明中，通过向移动到相机模块的镜头表面的惰性气体添加旋涡流来去除热浸镀锌液产生的锌蒸气，以防止锌蒸气固定到相机模块的镜头上。

18、根据本发明的另一个方面的鼻部控制系统包括：鼻部设备，其浸入容纳有热浸镀锌液的镀浴中，并且将钢板引入到镀浴中；以及处理器，其连接至所述鼻部设备。处理器识别通过用于测量热浸镀锌液的浴表面的水位的传感器所测量的水位的高度与鼻部设备的挡件单元的高度之差，基于通过安装在鼻部设备中的摄像设备所拍摄的图像来识别在通气管部件内的结构和在浴表面上的异物中的至少一项，并且基于识别出的高度之差、识别出的通气管部件内的结构和识别出的浴表面上的异物中的至少一项来控制鼻部设备。

19、在本发明中，处理器通过将光流应用于图像来识别浴表面上的异物的流动，所述异物漂浮在通气管部件内的浴表面上并且接近钢板。

20、在本发明中，处理器在异物混入到通气管部件内的浴表面时指示第一颜色，而在异物从通气管部件内的浴表面排放到挡件单元的外部时指示第二颜色，使得能够实时监测通气管部件内的当前工作状态。

21、在本发明中，当高度之差等于或大于预设参考值，预设结构以预设的预定比例或更大比例存在于图像中，并且浴表面上的异物的流动方向是正向时，处理器保持鼻部设备的高度。

22、在本发明中，当高度之差等于或大于预设参考值，预设结构以预定比例或更大比例存在于图像中，并且浴表面上的异物的流动方向是反向时，处理器升高鼻部设备的高度，使得浴表面上的异物排放到挡件单元的外部。

23、在本发明中，当高度之差等于或大于预设参考值并且结构未以预定比例或更大比例存在于图像中时，处理器升高鼻部设备，使得结构以预定比例或更大比例存在于图像中。

24、在本发明中，当高度之差小于预设参考值，结构以预定比例或更大比例存在于图像中，并且浴表面上的异物的流动方向是正向时，处理器保持鼻部设备的高度。

25、在本发明中，当高度之差小于参考值，结构以预定比例或更大比例存在于图像中，并且浴表面上的异物的流动方向是反向时，处理器降低鼻部设备的高度，使得浴表面上的异物排放到挡件单元的外部。

26、在本发明中，当高度之差小于参考值并且结构未以预定比例或更大比例存在于图像中时，处理器降低鼻部设备，使得结构以预定比例或更大比例存在。

27、[有益效果]

28、如上所述，根据本发明的实施方案，实时检测在物理地联接至鼻部设备的通气管部件外部的挡件单元附近的异物的流动，并且通过传感器识别挡件单元内外的浴表面的水位之间的差异。因此，通过在挡件单元附近的异物接近钢板时升高或降低鼻部设备的挡件单元来自动地控制挡件单元浸入镀浴中的底部的深度，从而保持适当的负载，使得抑制异物混入到钢板中，并且基于挡件单元内外的浴表面的水位差来自动地调节泵单元的负载。因此，可以容易地排出漂浮在通气管部件内的异物，从而增加泵单元的寿命。

29、如上所述，通过使用能够检测镀锌浴的浴表面的实时水位的传感器来自动地控制物理地联接至鼻部设备外表面的挡件单元的管理，从而可以实现可具有确保工作便利性和品质稳定性的效果的鼻部控制系统和包括其的热浸镀锌装置。

30、此外，本发明可以具有以下效果：可以实时监测通气管部件内的当前工作状态，从而可以通过基于经由传感器所测量的浴表面的水位、根据相机所捕获的图像的通气管部件内的结构以及浴表面上的异物中的至少一项自动地控制鼻部设备来确保工作便利性和品质稳定性。

31、此外，通过以下方式有可以在热浸镀锌过程中防止异物粘附到钢板上并且可以防止加工故障和人为失误的效果：通过传感器实时监测浴表面的水位变化，通过分析相机所捕获的图像来实时监测通气管部件内的当前工作状态，并且基于监测的结果来控制鼻部设备的升降。

32、同时，本发明的效果不限于上述效果，并且可以包括根据下文描述的内容对本领域技术人员而言显而易见的范围内的各种效果。