JP2020514535A - 方向性電磁鋼板の磁区微細化方法とその装置 - Google Patents
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Abstract
Description
鋼板表面に形成された磁区微細化溝の加工状態を最適化することができる方向性電磁鋼板の磁区微細化方法とその装置を提供する。
磁区微細化溝の加工状態を確認し、これを直ちに設備に反映することがきる方向性電磁鋼板の磁区微細化方法とその装置を提供する。
装備の初期設定にかかる時間を短縮して生産性を高めることができる方向性電磁鋼板の磁区微細化方法とその装置を提供する。
前記検出段階は、鋼板表面に磁場を印加して磁化させる段階と、溝によって形成される漏れ磁束を検出する段階と、検出された漏れ磁束を演算して、溝の欠陥を確認する段階とを含むことができる。
前記レーザ照射段階は、レーザビーム照射時に発生したヒューム(fume)と溶融鉄を吸入して除去する集塵段階をさらに含んでもよい。前記集塵段階は、鋼板の溝内部に圧縮乾燥空気を噴射して、溝内部に残存する溶融鉄を除去するための噴射段階を含むことができる。
前記レーザ照射段階は、レーザビームの散乱光と熱がレーザ照射設備の光学系に流入するのを遮断する遮断段階をさらに含んでもよい。
前記制御部は、演算部の出力信号によって設備の駆動を制御する設備制御部をさらに含んでもよい。
前記駆動部は、設備上に鋼板に向かって設けられるレールと、レールに沿って移動する移動台車と、前記移動台車上に移動可能に設けられ、先端に前記漏れ磁束測定部が備えられた移動フレームとを含むことができる。
前記制御部は、前記駆動部に連結され、設備制御部の出力信号によって駆動部を制御作動する駆動制御部をさらに含んでもよい。
前記検出部で測定された結果に基づき、鋼板に対するレーザの焦点位置を調整する矯正部をさらに含んでもよい。
前記矯正部は、前記鋼板支持ロールの位置またはレーザを照射する集光ミラーの位置を調節する構造であってもよい。
前記鋼板支持ロール位置調節設備とレーザ照射設備とを外部から隔離収容し、レーザ照射のための動作環境を提供するレーザルームをさらに含んでもよい。
鋼板を生産ラインの中央に沿って左右に傾くことなく移動させる蛇行制御設備をさらに含んでもよい。
前記後処理設備は、レーザルームの後段に配置され、鋼板表面のヒルアップとスパッターを除去するブラシロールを含むことができる。
前記後処理設備は、ブラシロールの後段に配置され、鋼板をアルカリ溶液と電気分解反応させて、鋼板表面に残存するヒルアップとスパッターを追加除去する清浄ユニットと、清浄ユニットに連結され、清浄ユニットのアルカリ溶液内に含まれている異物をアルカリ溶液からろ過するためのフィルタリング部とをさらに含んでもよい。
前記レーザ照射設備は、鋼板にレーザビームを照射する光学系が駆動部によって回転可能な構造となり、前記光学系が鋼板に対して回転して、鋼板の幅方向に対してレーザビームの照射線角度を変換する構造であることができる。
前記レーザ照射設備は、レーザ散乱光と熱が光学系に流入するのを遮断する遮蔽部をさらに含むことができる。前記レーザ照射設備は、前記鋼板にレーザビーム照射によって生成されたヒュームとスパッターを除去するための溶融鉄除去設備をさらに含んでもよい。前記溶融鉄除去設備は、鋼板の溝内部に圧縮乾燥空気を噴射して、溝内部に残存する溶融鉄を除去するエアナイフと、ヒュームと溶融鉄を吸入して除去する集塵フードとを含むことができる。
また、磁区微細化効率を高め作業性を改善して磁区微細化処理能力を増大させることができる。
さらに、レーザ照射により形成されたヒルアップとスパッターなどの汚染物質をより効果的に除去して製品の品質を高めることができる。
また、工程に必要な最適な動作環境を提供することによって、高品質の製品を大量に生産することができる。
図1と図2は、方向性電磁鋼板の磁区微細化装置の実施形態を概略的に示しており、図3は、本実施形態により磁区微細化処理された鋼板を示している。以下の説明において、圧延方向または鋼板の移動方向は、図3におけるx軸方向であり、幅方向は、圧延方向に直角な方向で図3におけるy軸方向であり、幅は、y軸方向に対する鋼板の長さを意味する。図3にて、図面符号31は、レーザビームによって溝状にえぐられて、鋼板1の表面に連続的に形成された照射線を示す。
本実施形態の磁区微細化装置は、生産ラインに沿って移動する鋼板1を支持しながら鋼板の上下方向位置を制御する鋼板支持ロール位置調節設備と、レーザビームを照射して、鋼板を溶融させて前記鋼板の表面に溝を形成するレーザ照射設備と、鋼板表面に形成された溝の状態を確認して、溝の欠陥の有無を検出する検出部50とを含むことができる。
また、前記磁区微細化装置は、前記鋼板支持ロール位置調節設備とレーザ照射設備とを外部から隔離収容し、レーザ照射のための動作環境を提供するレーザルーム20をさらに含んでもよい。
前記張力制御設備は、設定された範囲内の鋼板の張力で操業するために、鋼板張力測定センサ7で測定された鋼板の張力に応じて鋼板(Strip)張力制御系6によってテンションブライドルロール(Tension Bridle Roll:TBR)5A、5Bの速度を調整する。これにより、前記張力制御設備は、鋼板1の張力誤差が前記設定範囲以内となるように制御して、鋼板に張力を付与する。
レーザビームの焦点が鋼板に正確に合わされるためには、レーザビームを照射する集光ミラー35と鋼板支持ロール9に支持されている鋼板1との間の距離が、レーザビームの焦点距離と一致しなければならない。集光ミラー35の位置や鋼板支持ロール9の位置を上下に調節することによって、集光ミラーと鋼板との間の距離を焦点距離に正確に合わせることができる。これにより、焦点深度内に鋼板が位置してレーザビームの焦点が正確に鋼板に結ばれるようになり、鋼板に溝が深く形成される。
前記鋼板支持ロール位置制御系12は、輝度測定センサ10から検出された火炎の明るさと距離測定センサ11から実際に測定された光学系と鋼板表面との間の距離を演算して、鋼板支持ロール9の位置をより精密に制御する。
前記レーザ照射設備は、レーザ発振器制御器13と、連続波レーザビーム16を発振するためのレーザ発振器14と、光学系15とを含むことができる。
前記レーザビームが照射される位置である離隔角度Rが3°より小さい場合には、鋼板で再反射するレーザビームの一部が光学系やレーザ発振器に流入しうる。前記離隔角度Rが7°を超えると、レーザビームによる溝の形成がうまく行われず溝の形成不良が発生しうる。
前記溶融鉄除去設備は、鋼板の溝内部に圧縮乾燥空気を噴射して、溝内部に残存する溶融鉄を除去するエアナイフ17と、ヒュームと溶融鉄を吸入して除去する集塵フード19A、19Bとを含むことができる。前記エアナイフと集塵フードを介してレーザ照射時に生成されたヒュームが除去されて、光学系の内部にヒュームが流入するのを防止することができる。前記エアナイフ17は、前記鋼板1の溝内部に一定大きさの圧力Paを有する圧縮乾燥空気を噴射して、溝内部に残存する溶融鉄を除去する。前記エアナイフ17における前記圧縮乾燥空気は、0.2kg/cm2以上の圧力Paを有することが好ましい。前記圧縮乾燥空気の圧力が0.2kg/cm2より小さい場合においては、溝内部の溶融鉄除去が不可で鉄損改善効果を確保できないからである。エアナイフによって除去されたヒュームとスパッターは、レーザ照射位置の前後に配置された集塵フード19A、19Bによって除去される。
鋼板の進行方向に沿って前記レーザルーム20の入側と出側にはそれぞれ入口と出口が形成される。前記レーザルーム20は、外部の埃などによって内部空間が汚染しないように、汚染物質の流入を遮断する施設を備える。このために、前記レーザルーム20は、内部圧力を外部より高めるための陽圧装置23を備える。前記陽圧装置23は、レーザルーム20の内部圧力を外部圧力より相対的に高く維持する。これにより、外部の異物がレーザルーム20の内部に流入するのを防止することができる。また、鋼板が出入する前記入口および出口にはエアカーテン22A、22B、22C、22Dが設けられる。前記エアカーテンは、鋼板がレーザルーム20に入り抜け出る通路である入口と出口に空気を噴射して膜を形成することによって、入口と出口を通して埃などが流入するのを遮断する。また、前記レーザルーム20の内部汚染を防止するために、レーザルーム20の出入口であるドアにはシャワーブース21が設けられる。前記シャワーブース21は、レーザルーム20に入る出入者の体についた異物を除去する。
前記光学系下部フレーム24は、レーザ発振器14と光学系15などの主要設備の動作環境をより徹底して管理できるようにする。前記光学系下部フレーム24は、レーザルーム20の内部で鋼板の通る光学系下部空間と、レーザ発振器と光学系ミラーが位置した光学系上部空間とを分離するように設けられる。光学系下部フレーム24によってレーザルーム20の内部でも光学系上部空間が別途に分離されて、レーザ発振器や光学系などの主要設備に対する汚染防止と温度および湿度の制御がより容易になる。
前記漏れ磁束測定部52は、漏れ磁束測定原理(magnetic flux leakage)を利用して強磁性体である鋼板表面の不連続区間つまり、溝から漏れる磁束を測定する。
前記制御部55は、漏れ磁束測定部52から検出された漏れ磁束信号を演算して、溝の欠陥の有無を検出する。本実施形態において、前記制御部55は、磁気センサ54から検出された漏れ磁束信号を溝の深さ信号に変換する信号変換部56と、予め設定されている正常状態の溝の大きさ基準値と信号変換部56から出力された溝の大きさ実際値とを比較演算して、欠陥の有無を判断する演算部57とを含むことができる。
このように、前記検出部50は、鋼板に磁区微細化溝を形成する工程状態で実際の鋼板表面に形成された溝の加工状態をモニタリングして、欠陥の有無を確認することができ、このような結果を即時に設備に反映して必要な措置を取ることができる。
また、前記制御部55は、前記駆動部に連結され、設備制御部58の出力信号によって駆動部を制御作動する駆動制御部59をさらに含んでもよい。
これにより、移動台車61がレール60に沿って移動すると、漏れ磁束測定部52が備えられた移動フレーム62が鋼板に向かって前後進し、移動台車61に対して移動フレーム62が移動して、移動フレーム62に設けられた漏れ磁束測定部52と鋼板との間の間隔が精密に調節される。
前記駆動制御部59は、設備制御部58の出力信号によって移動台車61と移動フレーム62に制御信号を印加して漏れ磁束測定部52を鋼板に近接または離隔させる。例えば、中央運転室からコイル情報が制御部55に伝達されると、制御部55の設備制御部58は、コイル情報に基づき、漏れ磁束測定部52の磁気センサ54と鋼板との間の適切な離隔距離に合わせて駆動制御部59に制御信号を印加する。駆動制御部59は、設備制御部58から印加された信号によって移動台車61と移動フレーム62を駆動して、漏れ磁束測定部52の磁気センサ54を鋼板表面に位置させる。
矯正部70は、前記検出部50の制御部55に連結され、検出部の測定結果に基づき、鋼板に対するレーザビームの焦点位置を調整する。これにより、鋼板に形成される溝の深さが深くなるにつれ、溝の形成不良が矯正される。矯正部70は、固定されたレーザビームの焦点位置に対して鋼板を移動させたり、固定された鋼板に対してレーザビームの焦点位置を移動させることができる。
連続的に移送される鋼板は、蛇行制御設備と張力制御設備を経てレーザルームの内部に進入して2m/sec以上の速度で進行し、磁区微細化処理される。レーザルームの内部に進入した鋼板は、レーザ照射設備により永久磁区微細化処理された後、レーザルームの外部に引出される。レーザルームの外部に引出された鋼板は、後処理設備を経て表面に残存するヒルアップとスパッターなどが除去されて、後工程に送られる。
前記レーザルームは、内部を外部と隔離させて外部汚染物質の流入を遮断し、レーザルームの内部温度と圧力および湿度を磁区微細化形成のための動作環境に合わせて制御する。レーザルームは、内部圧力を外部と比較して高く設定して維持することによって、外部の埃などの異物がレーザルームの内部に流入するのを防止することができる。また、鋼板の移動する通路である入口と出口に空気による膜を形成することによって、入口と出口を通して鋼板の進行する過程で埃などの異物がレーザルームの内部に流入するのを遮断することができる。
このように、レーザルームによってレーザビーム照射のための最適な環境が提供され、鋼板は、蛇行制御設備、張力制御設備、そして鋼板支持ロール位置調節設備を経てレーザ照射位置に正確に位置する。
蛇行測定センサは、鋼板の蛇行量を持続的に検出し、鋼板が蛇行すると、蛇行測定センサから検出された信号を演算して、鋼板中央位置制御系がステアリングロールの軸を回転および移動させて、鋼板を定位置に移動させる。このように、鋼板の位置によって持続的にステアリングロールを制御することによって、鋼板を継続して生産ラインの中央を外れることなく連続的に移動させることができる。
テンションブライドルロールを経た鋼板は、レーザルームの入口を通してレーザルームの内部に流入する。鋼板は、レーザルームの内部でブライドルロールによって方向が転換されて、2つのブライドルロールの間に位置した鋼板支持ロールに密着した状態で移動する。
レーザ照射設備から鋼板にレーザビームが照射されると、輝度測定センサは、鋼板表面の火炎の明るさをリアルタイムに検出する。輝度測定センサから検出された測定値に応じて鋼板支持ロール位置制御系が鋼板支持ロールを上下に移動させて、レーザビームの焦点深度内に鋼板を位置させる。これにより、鋼板表面にレーザビームが効果的に照射されて高品質の照射線を形成することができる。
また、矯正部70の制御により、鋼板支持ロール位置制御系が鋼板支持ロールを上下に移動させて、レーザビームの焦点深度内に鋼板を位置させる。これにより、鋼板表面にレーザビームが効果的に照射されて高品質の照射線を形成することができる。
レーザ発振器制御器の命令により、レーザ発振器で生成されたレーザビームは、光学系を経て鋼板表面に照射される。レーザ発振器は、TEM00連続波レーザビームを発振して光学系に伝達する。光学系は、レーザビームの方向を転換して鋼板の表面にレーザを照射することによって、鋼板表面に連続的に溶融溝を形成して磁区微細化処理する。
レーザビーム照射により鋼板表面に溝が形成されながら磁区微細化処理され、磁区微細化処理された鋼板は、連続的に移動してレーザルームの出口を通して外部に排出される。
鋼板はまず、レーザルームの外側に配置されたブラシロールを通りながら、鋼板に密着して高速に回転するブラシロールによって一次的にヒルアップとスパッターが除去される。ブラシロールを経た鋼板は、二次的に清浄ユニットを経て鋼板とアルカリ溶液との電気分解反応により残存するヒルアップとスパッターが最終的に除去される。清浄ユニットを経てヒルアップとスパッターが除去された鋼板は、最終的に検出部を連続的に通りながら鋼板表面に形成された溝の欠陥の有無を確認した後、後工程に移送される。
このように、漏れ磁束の測定により鋼板の溝の加工状態を正確に検出して、欠陥の有無を確認することができる。
本実施形態において、矯正過程は、正常状態の溝の深さを基準値に設定する過程と、検出された溝の深さを前記基準値と比較する演算過程と、演算過程で検出された溝の深さ偏差に応じて鋼板支持ロールの位置または集光ミラーの位置を調節して、焦点位置を調節する位置調節過程とを含むことができる。
正常状態の溝の深さは、集光ミラーと鋼板との間の距離がレーザビームの焦点距離と同一の時に得られる。この状態で鋼板表面に焦点が正確に結ばれながら、鋼板表面に溝がきちんと深く形成される。このように、集光ミラーと鋼板との間の距離がレーザビームの焦点距離と同じ状態で鋼板表面に形成された溝の深さを正常作業状態の基準となる基準値に設定する。基準値は、正常作業状態の基準となる溝の深さを意味する。
工程初期の鋼板にレーザビームを照射しながら鋼板支持ロールの位置を設定された時間に応じて可変し、鋼板支持ロールの位置に応じた溝の深さをデータとして格納する。
鋼板支持ロールの位置に応じた溝の深さを明確に区分して検出できるように、鋼板支持ロールを同じ位置に維持した状態で、レーザビーム照射時間は5秒以上照射する。レーザビーム照射が終わると、鋼板支持ロールの位置を一定量変更して固定した状態で再びレーザビームを5秒以上照射する。鋼板支持ロールの位置調整範囲は、鋼板支持ロールの位置調整範囲内にレーザビームの焦点位置があるように設定する。
鋼板にレーザビームの焦点が形成されるようにするためには、集光ミラーと鋼板との間の距離が焦点距離と同一でなければならない。導出された鋼板支持ロールの位置における集光ミラーと鋼板との間の距離が、まさにレーザビームの焦点距離となる。これにより、前記のように鋼板支持ロールの位置を段階的に可変させながら焦点距離を探して鋼板の位置を合わせることができる。そして、鋼板支持ロールの位置がセットされて鋼板に正確にレーザビームの焦点が結ばれながら、この状態で得られる溝の深さが、まさに基準値に設定される。
鋼板支持ロール位置調節過程は、偏差が2μm以上の場合、鋼板支持ロールの位置を上下方向のいずれか一方向に調節する一次調節段階と、一次調節後に検出された溝の深さを基準値と比較演算し、演算された偏差が2μm未満かつ1μm以上であれば、鋼板支持ロールの位置を一次調節時と同じ方向に追加調節する追加調節段階と、一次調節後に検出された溝の深さを基準値と比較演算して、2μm以上の場合、鋼板支持ロールの位置を一次調節時の反対方向に調節する逆調節段階と、逆調節後に検出された溝の深さを基準値と比較演算し、演算された深さ偏差が2μm未満かつ1μm以上であれば、鋼板支持ロールの位置を逆調節時と同じ方向にDF/2だけ調節する逆追加調節段階とを含むことができる。
鋼板支持ロールが下方向に移動するに伴い、集光ミラーと鋼板との間の距離は、さらに長くなる。溝の深さに対する偏差発生理由が焦点距離より集光ミラーと鋼板との間の距離が短いために発生した場合、一次調節過程により偏差は減少する。
反面、一次調節後に偏差がさらに大きくなった場合には、逆に溝の深さに対する偏差発生理由が、焦点距離より集光ミラーと鋼板との間の距離が長いために発生したのである。これにより、鋼板支持ロールの位置を上方向に移動させて偏差を低減する。
一次調節後に偏差が減少せずに大きくなった場合、鋼板支持ロールの位置を上方向移動する。本実施形態では、鋼板支持ロールの位置を上方向にDFだけ移動する。鋼板支持ロールは、一次調節時、DF/2だけ下方移動した状態であるので、逆方向にDF/2だけ移動させて一次調節前の状態に回復させた後、矯正のためにDF/2だけさらに上方移動しなければならない。これにより、一次調節後、矯正のために鋼板支持ロールを上方向にDFだけ移動しなければならないのである。
2A、2B:ステアリングロール(SR)
3:鋼板中央位置制御系
4:蛇行測定センサ
5A、5B:テンションブライドルロール
6:鋼板張力制御系
7:鋼板張力測定センサ
8A:デフレクタロール
8B:デフレクタロール
8C:中間デフレクタロール
9:鋼板支持ロール
10:輝度測定センサ
11:距離測定センサ
12:鋼板支持ロール位置制御系
13:レーザ発振器制御器
14:レーザ発振器
15:光学系
16:レーザビーム
17:エアナイフ
18:遮蔽部
19A、19B、19C:集塵フード
20:レーザルーム
21:シャワーブース
22A、22B、22C、22D:エアカーテン
23:陽圧装置
24:光学系下部フレーム
25:恒温恒湿制御器
26A、26B:ブラシロール
27:モータ電流制御系
28:ブラシ位置制御系
29:清浄ユニット
30:フィルタリング部
31:照射線
32:ポリゴンミラー
33:回転モータ
34:駆動モータ
35:集光ミラー
36:駆動部
37:モジュールプレート
38:シャッタ
39:ヘッダ
50:検出部
51:不導体ロール
52:漏れ磁束測定部
53:磁化装置
54:磁気センサ
55:制御部
56:信号変換部
57:演算部
58;設備制御部
59:駆動制御部
60:レール
61:移動台車
62:移動フレーム
70:矯正部
このように、漏れ磁束の測定により鋼板の溝の加工状態を正確に検出して、欠陥の有無を確認することができる。
Claims (22)
- 生産ラインに沿って進行する鋼板を支持しながら前記鋼板の上下方向位置を制御する鋼板支持ロール位置調節段階と、鋼板表面にレーザビームを照射して、前記鋼板を溶融させて鋼板表面に溝を形成するレーザ照射段階と、鋼板の進行過程で鋼板表面に形成された溝の欠陥の有無を検出する検出段階とを含むことを特徴とする方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記検出段階で測定された結果に基づき、鋼板に対するレーザの焦点位置を調整する矯正段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記矯正段階は、正常状態の溝の深さを基準値に設定する段階と、検出された溝の深さを前記基準値と比較する演算段階と、前記演算段階で検出された溝の深さ偏差に応じて鋼板支持ロールの位置または集光ミラーの位置を調節し、鋼板に対して焦点位置を調節する位置調節段階とを含むことを特徴とする請求項2に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記位置調節段階は、実際の溝の深さと基準値との偏差を確認して、偏差が2μm以上であれば、鋼板支持ロールの位置または集光ミラーの位置を上下方向のいずれか一方向に設定値だけ調節する一次調節段階と、一次調節後に検出された溝の深さを前記基準値と比較演算し、演算された深さ偏差が2μm未満かつ1μm以上であれば、鋼板支持ロールの位置または集光ミラーの位置を一次調節時と同じ方向に設定値だけ調節する追加調節段階と、一次調節後に検出された溝の深さを前記基準値と比較演算して、2μm以上であれば、鋼板支持ロールの位置または集光ミラーの位置を一次調節時の逆方向に設定値だけ調節する逆調節段階と、逆調節後に検出された溝の深さを前記基準値と比較演算し、演算された深さ偏差が2μm未満かつ1μm以上であれば、鋼板支持ロールの位置または集光ミラーの位置を逆調節時と同じ方向に設定値だけ調節する逆追加調節段階とを含むことを特徴とする請求項3に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記矯正段階は、工程初期に鋼板支持ロールの位置や集光ミラーの位置を設定する初期位置設定段階をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記初期位置設定段階は、設定された時間間隔に応じて鋼板支持ロールの位置を変化させる段階と、前記鋼板支持ロールの位置変化に応じた溝の深さの変化を検出する段階と、鋼板支持ロールの位置とこれによる溝の深さデータにより溝の深さが最も深い時の鋼板支持ロールの位置を演算する段階と、演算された値に応じて鋼板支持ロールの位置またはレーザを照射する集光ミラーの位置を調節する段階とを含むことを特徴とする請求項5に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記検出段階は、漏れ磁束測定法によって鋼板の溝を測定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記検出段階は、鋼板表面に磁場を印加して磁化させる段階と、溝によって形成される漏れ磁束を検出する段階と、検出された漏れ磁束を演算して、溝の欠陥を確認する段階とを含むことを特徴とする請求項7に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記レーザ照射段階は、鋼板支持ロールの表面に円弧状に接して進行する鋼板の表面に対して、レーザビームの照射方向が鋼板支持ロールの中心軸を通る時のレーザビーム照射位置を基準点として、前記基準点における鋼板支持ロールの中心から外周面に沿って角度をおいて離隔した位置にレーザビームを照射することを特徴とする請求項7に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記レーザ照射段階において、レーザビームは、前記基準点に対して、鋼板支持ロールの中心から外周面に沿って3〜7°離隔した範囲で照射されることを特徴とする請求項9に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記レーザ照射段階は、鋼板表面に照射されるレーザビームの照射線角度を変換する角度変換段階をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 前記角度変換段階は、鋼板の幅方向に対して、レーザビームの照射線角度を±4°の範囲で変換することを特徴とする請求項11に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化方法。
- 生産ラインに沿って移動する鋼板を支持しながら鋼板の上下方向位置を制御する鋼板支持ロール位置調節設備と、レーザビームを照射して、鋼板を溶融させて前記鋼板の表面に溝を形成するレーザ照射設備と、鋼板表面に形成された溝の状態を確認して、溝の欠陥の有無を検出する検出部とを含むことを特徴とする方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記検出部で測定された結果に基づき、鋼板に対するレーザの焦点位置を調整する矯正部を含むことを特徴とする請求項13に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記鋼板支持ロール位置調節設備は、前記レーザ照射設備のレーザ照射位置に合わせて鋼板を支持する鋼板支持ロールの位置を制御するための鋼板支持ロール位置制御系を含み、前記矯正部は、前記鋼板支持ロール位置制御系に連結され、前記検出部の信号によって鋼板支持ロール位置制御系を制御する構造であることを特徴とする請求項14に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記レーザ照射設備は、鋼板支持ロールの表面に円弧状に接して進行する鋼板の表面に対して、レーザビームの照射方向が鋼板支持ロールの中心軸を通る時のレーザビーム照射位置を基準点として、前記基準点における鋼板支持ロールの中心から外周面に沿って角度をおいて離隔した位置にレーザビームが照射する構造であることを特徴とする請求項13に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記レーザ照射設備の光学系は、駆動部によって回転可能な構造となり、鋼板に対して回転して、鋼板の幅方向に対してレーザビームの照射線角度を変換する構造であることを特徴とする請求項13に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記検出部は、移動する鋼板を支持する不導体ロールと、
不導体ロールを通る鋼板表面に磁場を印加して磁化させる磁化装置、および前記鋼板に離隔配置され、鋼板に形成された溝の漏れ磁束を測定する磁気センサを含む漏れ磁束測定部と、
前記磁気センサの出力信号を演算して、溝の欠陥の有無を確認する制御部とを含むことを特徴とする請求項13〜17のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。 - 前記制御部は、磁気センサから検出された漏れ磁束信号を溝の大きさ信号に変換する信号変換部と、予め設定されている正常状態の溝の大きさ基準値と信号変換部から出力された溝の大きさ実際値とを比較演算して、欠陥の有無を判断する演算部とを含むことを特徴とする請求項18に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記演算部は、予め設定されている正常状態の溝の間隔基準値と信号変換部から出力された溝の間隔実際値とを比較演算して、欠陥の有無を判断する構造であることを特徴とする請求項19に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記制御部は、演算部の出力信号によって設備の駆動を制御する設備制御部をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
- 前記検出部は、前記漏れ磁束測定部と鋼板との間の間隔を調節する駆動部をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の方向性電磁鋼板の磁区微細化装置。
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