JPWO2012164702A1 - 方向性電磁鋼板の製造装置及び方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

方向性電磁鋼板の製造装置及び方向性電磁鋼板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012164702A1
JPWO2012164702A1 JP2013517760A JP2013517760A JPWO2012164702A1 JP WO2012164702 A1 JPWO2012164702 A1 JP WO2012164702A1 JP 2013517760 A JP2013517760 A JP 2013517760A JP 2013517760 A JP2013517760 A JP 2013517760A JP WO2012164702 A1 JPWO2012164702 A1 JP WO2012164702A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
steel sheet
width direction
laser
electrical steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013517760A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5841594B2 (ja
Inventor
坂井 辰彦
辰彦 坂井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Publication of JPWO2012164702A1 publication Critical patent/JPWO2012164702A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5841594B2 publication Critical patent/JP5841594B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B23K26/0821Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head using multifaceted mirrors, e.g. polygonal mirror
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1294Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a localized treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2201/00Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05Grain orientation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造装置であって、鋼板(31)の搬送方向に複数台配設されたレーザビーム照射装置(20)と、このレーザビーム照射装置(20)を鋼板(31)の幅方向に移動させる幅方向移動機構(15)と、を有し、幅方向移動機構(15)は、鋼板(31)の全幅にわたってレーザビーム照射装置(20)を移動可能とされている。

Description

この発明は、レーザビームを照射することによって磁区制御された方向性電磁鋼板の製造装置及び方向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
上述の方向性電磁鋼板は、トランス、回転機等の電気機器の鉄芯を構成する素材として用いられている。このような方向性電磁鋼板においては、磁化する際のエネルギー損失(鉄損)を低減することが求められる。鉄損は、渦電流損とヒステリシス損とに分類される。さらに、渦電流損は、古典的渦電流損と異常渦電流損とに分類される。
ここで、古典的渦電流損を低減するために、板表面に絶縁皮膜を形成した板厚の薄い方向性電磁鋼板が提供されている。絶縁皮膜を形成した方向性電磁鋼板としては、たとえば特許文献1に示すように、鋼板の表面に、グラス皮膜が形成され、そのグラス皮膜の上にさらに絶縁皮膜が形成されたものが提案されている。
また、異常渦電流損を抑制するために、たとえば特許文献2に示すように、絶縁皮膜の上からレーザビームを集光・照射し、電磁鋼板の略幅方向に走査することによって鋼板の表面に幅方向に延在するレーザ照射線を形成し、圧延方向に周期的に残留歪を有する領域を設けて、磁区を細分化する磁区制御法が提案されている。
上述のレーザ照射による磁区制御を行う場合、レーザビーム照射装置を用いて、搬送される鋼板の幅方向に向けてレーザビームの走査を繰り返し、レーザ照射線の圧延方向の間隔PLが一定になるように制御する必要がある。ここで、レーザビーム照射装置によるレーザビームの走査速度に限界があるため、広幅の鋼板を高速で搬送する場合には、レーザ照射線の圧延方向の間隔PLを所定の間隔に形成することができないことがあった。
そこで、たとえば特許文献3には、鋼板の幅方向に沿って配置された複数台のレーザビーム照射装置によって、鋼板の幅方向に分割されたレーザ照射線を形成する方法が開示されている。
ところで、レーザ照射線を幅方向で分割して形成した場合、鋼板の幅方向全体で鉄損や、トランスの騒音に関係する磁歪特性を一定とすることが重要である。詳述すると、分割されたレーザ照射線の境界部分においては、レーザビームの照射状態が他と異なるため、鉄損や磁歪特性も劣化することがあった。
このような状況から、広幅の鋼板を高速で搬送しながらレーザ照射線を形成して磁区制御を行う場合であっても、鋼板の幅方向全体で鉄損や磁歪特性を安定させることが可能な方向性電磁鋼板の製造装置及び方向性電磁鋼板の製造方法が求められていた。
特開2007−119821号公報 特表2003−500541号公報 特開昭63−083227号公報
本発明の方向性電磁鋼板の製造装置は、レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造装置であって、鋼板の搬送方向に複数台配設されたレーザビーム照射装置と、このレーザビーム照射装置を前記鋼板の幅方向に移動させる幅方向移動機構と、を有し、前記幅方向移動機構は、前記鋼板の全幅にわたって前記レーザビーム照射装置を移動可能とされている。
この場合、鋼板の搬送方向に複数台配設されたレーザビーム照射装置によって、鋼板の表面には幅方向に分割された複数のレーザ照射線を形成することが可能となる。よって、一台のレーザビーム照射装置における走査距離を短く設定することができ、広幅の鋼板を高速で搬送する場合であっても、圧延方向に所定の間隔PLでレーザ照射線を形成することができる。
また、各レーザビーム照射装置が前記鋼板の幅方向の任意の位置においてレーザビームを前記鋼板の幅方向に走査することができるので、幅方向に隣り合うレーザ照射線同士の重畳幅を調整することが可能となる。これにより、鋼板の幅方向全体で磁気特性や磁歪特性を安定させることができる。
ここで、少なくともN+1台の前記レーザビーム照射装置を有し、前記鋼板の全幅に対してN台の前記レーザビーム照射装置によってレーザビームの照射を行う構成としてもよい。
この場合、1台以上のレーザビーム照射装置が予備装置として確保されることになる。この予備装置についても、幅方向移動機構によって鋼板の全幅にわたって移動可能とされていることから、トラブルが発生したレーザビーム照射装置に替えて予備のレーザビーム照射装置を即座に使用することができる。
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造方法であって、搬送される鋼板の幅方向にレーザビームを分割して走査し、前記鋼板の表面に幅方向に分割された複数の前記レーザ照射線を形成するレーザ照射工程を有し、このレーザ照射工程では、幅方向に隣り合う前記レーザ照射線の重畳幅を調整する。
この場合、レーザ照射工程において、幅方向に隣り合う前記レーザ照射線の重畳幅を調整することで、鋼板の幅方向全体で磁気特性及び磁歪特性を安定させることが可能となる。
たとえば、幅方向に隣り合う前記レーザ照射線の重畳幅を−5mm以上20mm以下とすることで、鉄損の上昇を抑制することが可能となる。
あるいは、幅方向に隣り合う前記レーザ照射線の重畳幅を10mm以下とすることで、磁歪の指標である磁歪速度レベル(LVA)の増加を抑制することが可能となる。なお、重畳幅がマイナスの場合、レーザ照射線同士が離間していることを示している。
本発明によれば、広幅の鋼板を高速で搬送しながらレーザ照射線を形成して磁区制御を行う場合であっても、鋼板の幅方向全体で磁気特性及び磁歪特性を安定させることが可能な方向性電磁鋼板の製造装置及び方向性電磁鋼板の製造方法を提供することができる。
本発明の実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置を示す上面説明図である。 図1に示す方向性電磁鋼板の製造装置の側面説明図である。 レーザビーム照射装置の概略説明図である。 本発明の実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置によって製造された方向性電磁鋼板の一例を示す説明図である。 図4におけるレーザ照射線の拡大説明図である。 本発明の実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置によって製造された方向性電磁鋼板の他の例を示す説明図である。 図6におけるレーザ照射線の拡大説明図である。 実施例1の結果を示すグラフである。 実施例2の結果を示すグラフである。
まず、本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置について、図1から図3を用いて説明する。
この方向性電磁鋼板の製造装置10は、圧延方向に向けて搬送される鋼板31に対してレーザビームを照射し、鋼板31の磁区制御を行うものである。
本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置10は、図1に示すように、レーザビームを発振するレーザ装置12と、鋼板10の搬送方向に複数台配列されたレーザビーム照射装置20と、このレーザビーム照射装置20を鋼板31の幅方向に移動させる直動装置15と、を備えている。
ここで、本実施形態では、図1及び図2に示すように、6台のレーザビーム照射装置20が配設されている。このうち5台のレーザビーム照射装置20によって、鋼板31の全幅にレーザビームを照射する構成とされており、1台のレーザビーム照射装置20aは、鋼板31の上から外れた位置に待機されている。なお、図2に示すように、各レーザビーム照射装置20は、搬送方向に複数設けられたサポートロール11の上方にそれぞれ配設されている。
レーザ装置12は、ファイバ伝送可能なレーザビームを発振するものとされている。ファイバ伝送可能なレーザビームとしては、YAGレーザ(波長1.06μm)、ファイバレーザ(波長1.07〜1.08μm)等を適用することができる。
このレーザ装置12で発振されたレーザビームは、伝送ファイバ13を介して、各レーザビーム照射装置20へと伝送される。
レーザビーム照射装置20は、図3に示すように、コリメータ21と、多面体の回転ポリゴンミラー22と、fθレンズ23とを備える。
コリメータ21は、伝送ファイバ13から出力したレーザビームLBの直径を調整する。また、回転ポリゴンミラー22は、レーザビームLBを偏向させて鋼板31上を高速で鋼板31の幅方向に走査させる。fθレンズ23は、回転ポリゴンミラー22で走査されるレーザビームLBを集光する。
ここで、回転ポリゴンミラー22の回転速度を調節することで、鋼板31上でのレーザビームLBの走査速度を調整することができる。
なお、このレーザビーム照射装置20は、回転ポリゴンミラー22とfθレンズ23とを同時に上下動させるフォーカス機構(図示なし)と、鋼板31とfθレンズ23との距離を測定する距離計(図示なし)と、を備えている。このフォーカス機構によってfθレンズ23と鋼板31との距離が調整可能とされている。
直動装置15は、鋼板31の幅方向に延在するガイドレール16を備えている。このガイドレール16は、図1に示すように、搬送される鋼板31の幅よりも長く設定されており、鋼板31の幅方向両端からそれぞれ突出するように延在している。
直動装置15は、このガイドレール16に沿ってレーザビーム照射装置20を駆動させる駆動手段(図示なし)を備えている。駆動手段としては、例えばボールネジと回転モータとの組み合わせやリニアモータ等が挙げられる。
この直動装置15によって、各レーザビーム照射装置20は、鋼板31の幅方向の任意の位置に移動可能とされている。
また、直動装置15には、各レーザビーム照射装置20の位置を特定する位置センサ(図示なし)が設けられている。
次に、本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置10を用いた方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
まず、レーザビームLBを照射する鋼板31の幅データを得る。この幅データから、使用するレーザビーム照射装置20の台数を決定する。本実施形態では、図1に示すように、5台のレーザビーム照射装置20を使用する。
そして、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置を決定し、直動装置15を用いて所定の位置へと移動させる。また、使用しないレーザビーム照射装置20aを退避位置にまで移動する。
さらに、各レーザビーム照射装置20におけるレーザビームLBの走査長さを決定する。レーザビームLBの走査幅は、ポリゴンミラーの反射角度、すなわちポリゴン面数とfθレンズの焦点距離を乗じた値である。このとき、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置によって、幅方向に隣り合うレーザ照射線32同士の重畳幅dが調整される。
あるいは、レーザビームLBの走査幅を変更する際は、fθレンズと鋼板の間に設けた遮蔽板で走査ビームの端を遮ることで鋼板上の走査幅を変更してもよい。あるいはポリゴンミラー、fθレンズを変更してもよい。
あるいは、ポリゴンミラーの代わりに、任意の角度でミラーを振動させるガルバノモータによって、ミラー反射角度を変更して走査幅を変更してもよい。
なお、この一連の設定作業を、プログラムを用いて計算機で自動設定する構成としてもよい。
次に、レーザ装置12からレーザビームLBを発振する。このレーザビームLBが、伝送ファイバ13を介して各レーザビーム照射装置20へと伝送される。
レーザビーム照射装置20においては、回転する回転ポリゴンミラー22の1面によりレーザビームLBが鋼板31上に走査される。これにより、鋼板31の表面には、所定の長さのレーザ照射線32が形成される。この際、レーザ照射線は、表面のグラス皮膜または絶縁皮膜が蒸発した目視判断可能な線でもよく、あるいは皮膜の蒸発に至らない不可視な線でもよく、磁区制御が効果的に成される歪みが付与されていればよい。
搬送方向に隣接するレーザ照射線32の間隔PLは、鋼板31の搬送速度及び回転ポリゴンミラー22の回転速度の調整によって変更可能である。
なお、レーザ照射線32は、レーザビームLBの出力を高くすること、あるいは集光ビーム径を縮小すること、あるいは走査速度を遅くすることによって溝状とすることも可能である。
次に、本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置10を用いて製造された方向性電磁鋼板の一例を、図4及び図5を用いて説明する。
この方向性電磁鋼板は、鋼板と、鋼板の表面に形成されたグラス皮膜と、このグラス皮膜の上に形成された絶縁皮膜と、を備えている。そして、方向性電磁鋼板の表面には、絶縁皮膜の上からレーザビームLBが照射・走査されることによって、図4に示すように、圧延方向に略直交するように延在するレーザ照射線32が形成されている。
このレーザ照射線32は、圧延方向に所定の周期で形成されており、二つのレーザ照射線32,32に挟まれて圧延方向に磁化が向いた領域において、圧延方向と略直交する方向の磁区幅を細分化する。
図4及び図5に示す方向性電磁鋼板においては、レーザ照射線32が幅方向に分割されており、幅方向に隣り合うレーザ照射線32,32同士が幅dだけ重畳している例である。
また、本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置を用いて製造された方向性電磁鋼板の他の例を、図6及び図7を用いて説明する。
この方向性電磁鋼板においては、レーザ照射線32が幅方向に分割されており、幅方向に隣り合うレーザ照射線32,32同士が幅dだけ離れている例である。なお、レーザ照射線32,32同士が離間している場合は、重畳幅dはマイナスとする。
このように、本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置10においては、上述のように、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置と各レーザビーム照射装置20におけるレーザビームLBの走査長さとによって、幅方向に隣り合うレーザ照射線32,32同士の重畳幅dを調整することが可能である。
以上のような構成とされた本実施形態である方向性電磁鋼板の製造装置10においては、鋼板31の搬送方向に複数台(本実施形態では6台)配設されたレーザビーム照射装置20と、各レーザビーム照射装置20を鋼板31の幅方向に移動させる直動装置15と、を備えているので、鋼板31の表面に、幅方向に分割された複数のレーザ照射線32を形成することができる。よって、一台のレーザビーム照射装置20におけるレーザビームLBの走査長さを短く設定することができ、広幅の鋼板31を高速で搬送する場合であっても、圧延方向に所定の間隔PLでレーザ照射線32を形成することが可能となる。
また、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置と各レーザビーム照射装置20におけるレーザビームLBの走査長さとによって、幅方向に隣り合うレーザ照射線32,32同士の重畳幅dを調整することが可能であることから、鋼板31の幅方向全体で鉄損及び磁歪特性を安定させることが可能となる。
実施例として、板厚0.23mmの方向性電磁鋼板を用いて、重畳幅dを種々変更して到達鉄損値を求めた。使用した方向性電磁鋼板は、0.8A/mの磁界にて発生する磁束密度が1.92Tである。レーザ条件は、レーザパワー200W、ビーム走査速度30m/s、集光ビーム径はφ0.1mmである。照射ピッチは5mmとした。鉄損の測定は、レーザ照射部を圧延方向600mm、板幅方向800mmの単板サイズに切り出し、周波数50Hzにて最大磁束密度が1.7Tになる条件で磁界を印加して鉄損を測定した。その結果を図8に示す。幅方向に隣り合うレーザ照射線32,32の重畳幅dを0から10mmの範囲にした場合、最も低い鉄損値を示し、−5mm以上20mm以下の範囲では鉄損増加代は0.01W/kgであった。よって、鋼板31の幅方向全体で鉄損を低位で安定させることができる。
また、磁歪特性について調べた。磁歪は方向性電磁鋼板で製造されたトランスの騒音の要因である。磁歪の指標として磁歪速度レベル(LVA)を用いた。LVAの評価方法は以下を用いた。まず鋼板を圧延方向長さ500mm、幅方向長さ100mmに切り出し、圧延方向に最大磁束密度が1.7Tとなるように交流磁界を印加する。その際、磁区の伸縮によって鋼板長さが変化するが、この変位の時間変化をレーザ変位計で測定し、フーリエ解析により各周波数成分fnの振幅Cnを求める。各周波数成分のA補正係数αnを使用して、LVAは次式で求められる。

LVA=20×Log(√(ρc×2π×fn×αn×Cn/√2)/Pe0 (dB)

ここで、ρcは固有音響抵抗でρc=400、Pe0は最小可聴音圧であり、Pe0=2×10-5(Pa)を用いた。A補正係数はJISで定められる値であり、JIS規格C1509−1の表2に示されている。
本実施例では、鋼板は前記と同じ方向背電磁鋼板サンプルを用いて、重畳幅dを変更してLVAを測定し、d=0mmの時のLVAからの増加量とdの関係を調べた。その結果、図9に示すように、dが10mm以下ではLVA増加量は1dB以下でほとんど無視できるレベルであった。すなわちこの範囲では、磁歪(LVA)増加を抑制することが可能となる。よって、鋼板31の幅方向全体で磁歪特性を低位で安定させることができ、トランス騒音を抑制することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、6台のレーザビーム照射装置20を有し、鋼板31の全幅に対して5台のレーザビーム照射装置20によってレーザ照射線32を形成する構成とされており、1台のレーザビーム照射装置20aが予備装置として確保されている。この予備のレーザビーム照射装置20aについても、直動装置15によって鋼板31の全幅にわたって移動可能とされていることから、トラブルが発生したレーザビーム照射装置20に替えて予備のレーザビーム照射装置20aを即座に使用することが可能となる。
また、本実施形態では、ファイバ伝送可能なレーザビームLBを発振するレーザ装置12を用いているので、レーザ装置12をレーザビーム照射装置20から離間した位置に配設することが可能となる。よって、レーザ装置12を空調室等内に配設することができ、レーザ装置12の早期劣化を防止することができる。また、レーザビーム照射装置20の小型化・軽量化を図ることができる。
また、本実施形態では、サポートロール11の近傍にレーザビーム照射装置20が配設されているので、鋼板31の振動が少なく、鋼板31が下方に向けて移動してレーザビーム照射装置20のフォーカス位置から大きく離間することがなく、レーザビームLBの照射・走査を安定して行うことができる。
また、直動装置15には、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置を特定する位置センサが設けられているので、レーザビーム照射装置20同士の幅方向の間隔を精度良く調整することができる。
さらに、本実施形態では、直動装置15のガイドレール16が鋼板31の幅方向両端から突出して配設されているので、予備のレーザビーム照射装置20aを鋼板31の上から退避させることができる。よって、操業を実施している間に、予備のレーザビーム照射装置20aのメンテナンス等を実施することができる。
<レーザ照射線の重畳幅dと鉄損との関係>
以下に、鋼板に形成されたレーザ照射線の重畳幅dと鉄損との関係について評価した結果を示す。
図8に示すように、幅方向に隣接するレーザ照射線同士の重畳幅dが、−5〜20mmの範囲内とすることで、鉄損W17/50を大きく低減することが可能であると判断される。
<レーザ照射線の重畳幅dと磁歪との関係>
以下に、鋼板に形成されたレーザ照射線の重畳幅dと磁歪との関係について評価した結果を示す。
図9に示すように、幅方向に隣接するレーザ照射線同士の間隔dを、10mm以下とすることで、LVAの上昇を抑制できることが確認される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、ファイバ伝送可能なレーザビームを用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、炭酸ガスレーザ等を用いてもよい。この場合、各レーザビーム照射装置までは複数ミラーの反射によりレーザビームを伝送することになる。
あるいは、レーザ装置と照射装置の両方を幅方向移動機構に設置して移動させる構造としてもよい。
また、直動装置を用いてレーザビーム照射装置を幅方向に移動させるものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の移動機構によってレーザビーム照射装置を幅方向に移動させるものであってもよい。
本発明によれば、広幅の鋼板を高速で搬送しながらレーザ処理を行う場合であっても、鋼板の幅方向全体で鉄損及び磁歪特性を安定した方向性電磁鋼板、この方向性電磁鋼板の製造装置及び製造方法を提供することができる。
10 方向性電磁鋼板の製造方法
15 直動装置(幅方向移動機構)
20 レーザビーム照射装置
31 鋼板
32 レーザ照射線
本発明の方向性電磁鋼板の製造装置は、レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造装置であって、鋼板の搬送方向に複数台配設されたレーザビーム照射装置と、このレーザビーム照射装置を前記鋼板の幅方向に移動させる幅方向移動機構と、を有し、前記幅方向移動機構は、前記鋼板の全幅にわたって前記レーザビーム照射装置を移動可能とされており、前記レーザビーム照射装置は、前記鋼板の幅方向におけるレーザビームの走査幅を変更可能な構成とされており、前記レーザビーム照射装置の幅方向位置と前記レーザビームの走査幅とにより、幅方向に隣り合うレーザ照射線同士の重畳幅を−5〜20mmに調整する
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造方法であって、鋼板の搬送方向に複数台配設されたレーザビーム照射装置を用いて、搬送される鋼板の幅方向にレーザビームを分割して走査し、前記鋼板の表面に幅方向に分割された複数の前記レーザ照射線を形成するレーザ照射工程を有し、前記レーザビーム照射装置は、前記鋼板の幅方向におけるレーザビームの走査幅を変更可能な構成とされており、このレーザ照射工程では、前記レーザビーム照射装置の幅方向位置と前記レーザビーム照射装置のレーザビームの走査幅とにより、幅方向に隣り合うレーザ照射線同士の重畳幅を−5〜20mmに調整する。
そして、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置を決定し、直動装置15を用いて所定の位置へと移動させる。また、使用しないレーザビーム照射装置20aを退避位置にまで移動する。
さらに、各レーザビーム照射装置20におけるレーザビームLBの走査長さを決定する。レーザビームLBの走査幅は、ポリゴンミラーの反射角度、すなわちポリゴン面数とfθレンズの焦点距離を乗じた値である。このとき、各レーザビーム照射装置20の幅方向位置によって、幅方向に隣り合うレーザ照射線32同士の重畳幅dが調整される。
あるいは、レーザビームLBの走査幅を変更する際は、fθレンズと鋼板の間に設けた遮蔽板で走査ビームの端を遮ることで鋼板上の走査幅を変更してもよい。あるいはポリゴンミラー、fθレンズを変更してもよい。
あるいは、ポリゴンミラーの代わりに、任意の角度でミラーを振動させるガルバノミラーによって、ミラー反射角度を変更して走査幅を変更してもよい。
なお、この一連の設定作業を、プログラムを用いて計算機で自動設定する構成としてもよい。

Claims (3)

  1. レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造装置であって、
    鋼板の搬送方向に複数台配設されたレーザビーム照射装置と、このレーザビーム照射装置を前記鋼板の幅方向に移動させる幅方向移動機構と、を有し、
    前記幅方向移動機構は、前記鋼板の全幅にわたって前記レーザビーム照射装置を移動可能とされていることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造装置。
  2. 請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造装置であって、
    少なくともN+1台の前記レーザビーム照射装置を有し、前記鋼板の全幅に対してN台の前記レーザビーム照射装置によってレーザビームの照射を行う構成とされている。
  3. レーザビームを照射することにより磁区制御された方向性電磁鋼板を製造する方向性電磁鋼板の製造方法であって、
    搬送される鋼板の幅方向にレーザビームを分割して走査し、前記鋼板の表面に幅方向に分割された複数の前記レーザ照射線を形成するレーザ照射工程を有し、
    このレーザ照射工程では、幅方向に隣り合う前記レーザ照射線の重畳幅を調整することを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
JP2013517760A 2011-06-01 2011-06-01 方向性電磁鋼板の製造方法 Active JP5841594B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/062609 WO2012164702A1 (ja) 2011-06-01 2011-06-01 方向性電磁鋼板の製造装置及び方向性電磁鋼板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012164702A1 true JPWO2012164702A1 (ja) 2014-07-31
JP5841594B2 JP5841594B2 (ja) 2016-01-13

Family

ID=47258587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013517760A Active JP5841594B2 (ja) 2011-06-01 2011-06-01 方向性電磁鋼板の製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5841594B2 (ja)
KR (2) KR20130140902A (ja)
CN (1) CN103596720B (ja)
BR (1) BR112013030633B1 (ja)
WO (1) WO2012164702A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10704113B2 (en) 2014-01-23 2020-07-07 Jfe Steel Corporation Grain oriented electrical steel sheet and production method therefor
KR101562962B1 (ko) * 2014-08-28 2015-10-23 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 자구미세화 방법과 자구미세화 장치 및 이로부터 제조되는 방향성 전기강판
KR102008600B1 (ko) * 2015-04-20 2019-08-07 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 방향성 전자 강판
KR101892230B1 (ko) * 2016-12-23 2018-08-27 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 자구미세화 방법과 그 장치
RU2717034C1 (ru) * 2017-02-28 2020-03-17 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Текстурированная электротехническая листовая сталь и способ ее производства
KR102020377B1 (ko) * 2017-11-08 2019-09-10 주식회사 포스코 레이저 가공 장치 및 방법
CN111566232B (zh) * 2018-01-31 2022-03-08 日本制铁株式会社 方向性电磁钢板
EP3770281B1 (en) 2018-03-22 2023-05-10 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet and method for producing grain-oriented electrical steel sheet
CA3095320C (en) * 2018-03-30 2023-10-03 Jfe Steel Corporation Iron core for transformer
CN110323044B (zh) * 2018-03-30 2021-02-19 宝山钢铁股份有限公司 一种耐热磁畴细化型取向硅钢及其制造方法
MX2020010226A (es) * 2018-03-30 2020-11-06 Jfe Steel Corp Nucleo de hierro para transformador.
WO2019189859A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 Jfeスチール株式会社 変圧器用鉄心
EP3913092B1 (en) 2019-01-16 2024-04-10 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet and method of producing the same
EP3985134A4 (en) * 2019-06-17 2022-06-29 JFE Steel Corporation Grain-oriented electromagnetic steel plate and production method therefor
CN117043363A (zh) * 2021-03-26 2023-11-10 日本制铁株式会社 方向性电磁钢板及其制造方法
JPWO2023140363A1 (ja) * 2022-01-20 2023-07-27

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5819440A (ja) * 1981-07-24 1983-02-04 Nippon Steel Corp 電磁鋼板の鉄損特性向上方法
JPS62182223A (ja) * 1986-02-07 1987-08-10 Nippon Steel Corp 低鉄損一方向性電磁鋼板の製造方法
JPH0619112B2 (ja) 1986-09-26 1994-03-16 新日本製鐵株式会社 電磁鋼板の鉄損値改善方法
JPH06315779A (ja) * 1993-05-11 1994-11-15 Nippon Steel Corp 金属帯板の疵補修レーザー照射装置
JPH0790385A (ja) * 1993-09-14 1995-04-04 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板
JPH07188774A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Nippon Steel Corp 方向性電磁鋼板の鉄損改善処理装置
JP3361709B2 (ja) * 1997-01-24 2003-01-07 新日本製鐵株式会社 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造方法
EP0897016B8 (en) * 1997-01-24 2007-04-25 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic characteristics, its manufacturing method and its manufacturing device
IT1306157B1 (it) 1999-05-26 2001-05-30 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per il miglioramento di caratteristiche magnetiche inlamierini di acciaio al silicio a grano orientato mediante trattamento
JP2002121618A (ja) * 2000-10-18 2002-04-26 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造装置
JP4227388B2 (ja) * 2002-10-07 2009-02-18 新日本製鐵株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
JP2004122218A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造装置および方法
JP5008855B2 (ja) 2005-10-26 2012-08-22 新日本製鐵株式会社 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法
JP5613972B2 (ja) * 2006-10-23 2014-10-29 新日鐵住金株式会社 鉄損特性の優れた一方向性電磁鋼板

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160070843A (ko) 2016-06-20
JP5841594B2 (ja) 2016-01-13
KR101998934B1 (ko) 2019-07-10
CN103596720B (zh) 2016-03-23
KR20130140902A (ko) 2013-12-24
BR112013030633B1 (pt) 2018-11-13
CN103596720A (zh) 2014-02-19
WO2012164702A1 (ja) 2012-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5841594B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
RU2371487C1 (ru) Способ и устройство для изготовления листа текстурированной электротехнической стали с прекрасными магнитными свойствами
KR101286246B1 (ko) 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법
US8016951B2 (en) Low core loss grain-oriented electrical steel sheet and method for producing the same
JP5002559B2 (ja) 測定スケール形成装置
US8258430B2 (en) Ascertaining a laser beam contact point
KR101286247B1 (ko) 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법
WO2016136176A1 (ja) 方向性電磁鋼板及びその製造方法
KR20090064419A (ko) 철손 특성이 우수한 일방향성 전자 강판
KR20090069982A (ko) 전기강판의 자구 미세화 장치 및 전기강판
JP2020150089A (ja) 鉄芯、巻鉄芯の製造方法、積鉄芯の製造方法及び鉄芯用電磁鋼板の製造方法
JP2011224618A (ja) レーザ溶接方法
KR101484878B1 (ko) 방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법
KR101051746B1 (ko) 전기강판의 자구미세화방법 및 자구미세화 처리된 전기강판
JPH10298654A (ja) 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造装置
US11780032B2 (en) Laser machining apparatus and laser machining method
JP6904281B2 (ja) 方向性電磁鋼板
JP2012196689A (ja) レーザ加工方法及びそのプログラム
JP2015052144A (ja) 変圧器鉄心用方向性電磁鋼板およびその製造方法
Baumann et al. Laser remote cutting and surface treatment in manufacturing electrical machines—High productivity, flexibility, and perfect magnetic performance
JP2004124226A (ja) 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の製造装置および方法
RU2803297C1 (ru) Лист из текстурированной электротехнической стали и способ его изготовления
KR20100034896A (ko) 전기강판의 자구 미세화 장치, 자구미세화 방법 및자구미세화 처리된 전기강판
JP2013072094A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法及び製造装置
JP2017106117A (ja) 変圧器鉄心用方向性電磁鋼板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140318

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140618

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140801

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20141003

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150727

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5841594

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350