KR100981112B1 - Equipment for manufacturing electrical steel sheet having amorphous layer and method for manufacturing electrical steel sheet having amorphous layer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉간 용사(Cold Spray) 방식을 이용하여 상온에서 별도의 냉각과정 없이 박막의 비정질 층을 형성하는 비정질 전기강판의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 비정질 전기강판의 제조장치는 모재가 안착되어 이동되는 이송유닛과; 상기 이송유닛의 진행방향을 따라 서로 이격되어 설치되고, 절연재료를 분사하여 상기 모재에 절연층을 형성시키는 다수의 절연층 코팅유닛과; 상기 절연층 코팅유닛과 교호되는 위치에 이격되어 설치되고, 비정질 분말을 분사하여 상기 절연층에 비정질층을 형성시키는 적어도 하나 이상의 비정질층 코팅유닛을 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing an amorphous electrical steel sheet to form an amorphous layer of a thin film without a separate cooling process at room temperature using a cold spray method, the apparatus for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to the present invention The transfer unit is moved to the base material is seated; A plurality of insulating layer coating units which are spaced apart from each other along the traveling direction of the transfer unit and spray the insulating material to form an insulating layer on the base material; At least one amorphous layer coating unit is installed spaced apart from the insulating layer coating unit, and sprays the amorphous powder to form an amorphous layer on the insulating layer.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법은 모재를 준비하는 단계와; 상기 모재에 절연재료를 분사하여 절연층을 형성하는 단계와; 상기 절연층에 비정질재료의 분말을 상온에서 분사하여 비정질층을 형성하는 단계와; 상기 비정질층에 절연재료를 분사하여 절연층을 형성하는 단계와; 상기 절연층에서 모재를 분리하는 단계를 포함한다.And, the method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a base material; Forming an insulating layer by spraying an insulating material on the base material; Spraying powder of an amorphous material on the insulating layer at room temperature to form an amorphous layer; Spraying an insulating material on the amorphous layer to form an insulating layer; Separating the base material from the insulating layer.
전기강판, 비정질, 용사 Electrical Steel, Amorphous, Thermal Spray
Description
본 발명은 비정질 전기강판의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉간 용사(Cold Spray) 방식을 이용하여 상온에서 별도의 냉각과정 없이 박막의 비정질 층을 형성하는 비정질 전기강판의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an amorphous electrical steel sheet and a manufacturing method, and more particularly, to an amorphous electrical steel sheet manufacturing apparatus for forming an amorphous layer of a thin film without a separate cooling process at room temperature by using a cold spray (Cold Spray) method And to a manufacturing method.
최근 강한 자성을 갖는 전기강판이 철강산업에서 고부가가치 상품으로 주목받고 있다. 특히 에너지 효율문제가 이슈화 되면서 뛰어난 자성의 전기강판 수요가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.Recently, electrical steel sheets having strong magnetic properties have attracted attention as high value-added products in the steel industry. In particular, as energy efficiency issues become an issue, demand for excellent magnetic steel sheets continues to increase.
전기강판 시장은 현재 규소계 강판이 주류를 이루고 있다. 그러나 규소계 전기강판은 소둔산세, 압연, 탈탄소둔, 고온소둔, 평탄화/코팅소둔 공정과 같은 공정을 순차저긍로 진행하여 하는바, 생산공정이 복잡하고, 강한 취성을 가지고 있어서 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 더욱이 강판의 두께가 얇아지면 와전류에 의한 철손이 감소하여 자성이 좋아지는 것으로 알려져 있지만, 규소계 전기강판의 경우 가공성의 문제로 극박제의 생산이 어렵다.In the electric steel sheet market, silicon-based steel sheets are the mainstream. However, the silicon-based electrical steel is subjected to processes such as annealing, rolling, decarbonization, high temperature annealing, and flattening / coating annealing in order. As a result, the production process is complicated and has a strong brittleness. have. In addition, when the thickness of the steel sheet is thinner, iron loss due to eddy current is reduced, and the magnetism is known to be improved. However, in the case of silicon-based electrical steel sheet, it is difficult to produce ultra-thin agent due to workability.
와전류 손의 발생량은 하기의 식과 같다.The amount of eddy current loss generated is as follows.
Pe = σe(Kf·f·t·Bm)2 P e = σ e (K f f t B m ) 2
여기서, Pe, σe, Kf, f, t, Bm은 각각 와전류 손, 와류손상 수(재료물성치), 파형률, 주파수, 두께, 자속밀도이다.Here, P e , σ e , K f , f, t, and B m are eddy current loss, eddy current damage (material property value), waveform rate, frequency, thickness, and magnetic flux density, respectively.
상기 식에서 알 수 있듯이 두께(t)가 얇을수록 와전류 손(Pe)이 낮아진다.As can be seen from the above equation, the thinner the thickness t, the lower the eddy current hand Pe .
그래서, 최근에는 규소계 전기강판을 대체하여 두께를 얇게 형성할 수 있는 비정질 전기강판이 생산되고 있다. 비정질 전기강판의 경우 와전류 손이 고급 규소계 전기강판에 비해서도 10% 정도 낮아서 고효율의 변압기 등 여러 분야에서 사용되고 있다. 하지만, 비정질을 만들기 위해서는 급냉공정이 필수적이기 때문에 현재 비정질을 형성하기 위한 생산 방법(Planner Fiow Casting)으로는 소재의 크기에 제한이 있고 대량생산에도 한계가 있는 단점이 있었다.Therefore, in recent years, amorphous electrical steel sheets that can be formed thinner by replacing silicon-based electrical steel sheets have been produced. In the case of amorphous electrical steel sheet, the eddy current hand is about 10% lower than that of high-grade silicon-based electrical steel sheet, which is used in various fields such as high efficiency transformer. However, since the quenching process is necessary to make amorphous, there are limitations in the size of the material and limitation in mass production as the production method (Planner Fiow Casting) for forming amorphous at present.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉간 용사법(Cold spray)을 이용하여 상온에서 박막의 비정질층을 형성함에 따라 고효율의 비정질 전기강판을 연속적으로 대량 생산할 수 있도록 하는 비정질 전기강판의 제조장치 및 제조방법을 제공한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, by forming a amorphous layer of a thin film at room temperature using a cold spray method of the amorphous electrical steel sheet to enable continuous mass production of high-efficiency amorphous electrical steel sheet Provided are a manufacturing apparatus and a manufacturing method.
본 발명에 따른 비정질 전기강판의 제조장치는 모재가 안착되어 이동되는 이송유닛과; 상기 이송유닛의 진행방향을 따라 서로 이격되어 설치되고, 절연재료를 분사하여 상기 모재에 절연층을 형성시키는 다수의 절연층 코팅유닛과; 상기 절연층 코팅유닛과 교호되는 위치에 이격되어 설치되고, 비정질 분말을 분사하여 상기 절연층에 비정질층을 형성시키는 적어도 하나 이상의 비정질층 코팅유닛을 포함한다.An apparatus for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to the present invention includes a transfer unit to which the base material is seated and moved; A plurality of insulating layer coating units which are spaced apart from each other along the traveling direction of the transfer unit and spray the insulating material to form an insulating layer on the base material; At least one amorphous layer coating unit is installed spaced apart from the insulating layer coating unit, and sprays the amorphous powder to form an amorphous layer on the insulating layer.
이때 상기 절연층 코팅유닛은 핫 스프레이 장치 또는 콜드 스프레이 장치인 것을 특징으로 한다.At this time, the insulating layer coating unit is characterized in that the hot spray device or cold spray device.
그리고, 상기 절연층 코팅유닛은 상기 이송유닛의 진행방향과 수평면상에서 직교하는 방향으로 상기 핫 스프레이 장치 또는 콜드 스프레이 장치 중 선택되는 장치가 다수개 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.And, the insulating layer coating unit is characterized in that a plurality of devices selected from the hot spray device or cold spray device is installed in a direction orthogonal to the traveling direction and the horizontal plane of the transfer unit is characterized in that spaced apart.
또한, 상기 비정질 코팅유닛은 콜드 스프레이 장치인 것을 특징으로 한다.In addition, the amorphous coating unit is characterized in that the cold spray device.
그리고, 상기 비정질 코팅유닛은 상기 이송유닛의 진행방향과 수평면상에서 직교하는 방향으로 다수의 콜드 스프레이 장치가 다수개 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the amorphous coating unit is characterized in that a plurality of cold spray devices are installed spaced apart in a direction orthogonal to the traveling direction and the horizontal plane of the transfer unit.
또한, 상기 이송유닛의 이송경로 상에 상기 모재를 산화 또는 용해시키는 산화재 또는 용해재가 수용된 분리조를 더 포함한다.The apparatus may further include a separation tank accommodating an oxidizing material or a dissolving material for oxidizing or dissolving the base material on the transfer path of the transfer unit.
본 발명의 일실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법은 모재를 준비하는 단계와; 상기 모재에 절연재료를 분사하여 절연층을 형성하는 단계와; 상기 절연층에 비정질재료의 분말을 상온에서 분사하여 비정질층을 형성하는 단계와; 상기 비정질층에 절연재료를 분사하여 절연층을 형성하는 단계와; 상기 절연층에서 모재를 분리하는 단계를 포함한다.Method for producing an amorphous electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a base material; Forming an insulating layer by spraying an insulating material on the base material; Spraying powder of an amorphous material on the insulating layer at room temperature to form an amorphous layer; Spraying an insulating material on the amorphous layer to form an insulating layer; Separating the base material from the insulating layer.
그리고, 상기 비정질층에 절연층을 형성하는 단계 이후에, 상기 절연층에 상기 비정질층을 형성하는 단계 및 절연층을 형성하는 단계를 적어도 한번 이상 순차적으로 반복하여 다수의 비정질층 및 절연층을 적층시키는 단계를 더 포함한다.After the forming of the insulating layer on the amorphous layer, the forming of the amorphous layer and the forming of the insulating layer on the insulating layer are sequentially repeated at least one or more times to stack a plurality of amorphous and insulating layers. It further comprises the step of.
또한, 상기 모재를 준비하는 단계 이후에, 상기 모재를 수평방향으로 이송시키는 단계를 더 포함하고, 적어도 상기 절연층을 형성하는 단계 및 비정질층을 형성하는 단계는 이송되는 모재 상에서 순차적으로 연속되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method may further include, after preparing the base material, transferring the base material in a horizontal direction, wherein forming at least the insulating layer and forming the amorphous layer are sequentially performed on the transferred base material. It is characterized by.
본 발명의 다른 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법은 절연성 모재를 준비하는 단계와; 상기 절연성 모재의 상면에 비정질재료의 분말을 상온에서 분사하여 비정질층을 형성하는 단계와; 상기 비정질층에 절연재료를 분사하여 절연층을 형성하는 단계를 포함한다.Method for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing an insulating base material; Forming an amorphous layer by spraying an amorphous material powder on the upper surface of the insulating base material at room temperature; Spraying an insulating material on the amorphous layer to form an insulating layer.
그리고, 상기 절연층을 형성하는 단계 이후에, 상기 절연성 모재의 하면에 상기 비정질층을 형성하는 단계 및 절연층을 형성하는 단계를 더 포함한다.After the forming of the insulating layer, the method may further include forming the amorphous layer on the lower surface of the insulating base material and forming the insulating layer.
또한, 상기 절연성 모재를 준비하는 단계 이후에, 상기 절연성 모재를 수평방향으로 이송시키는 단계를 더 포함하고, 상기 절연층을 형성하는 단계 및 비정질층을 형성하는 단계는 이송되는 모재 상에서 순차적으로 연속되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method may further include transferring the insulating base material in a horizontal direction after preparing the insulating base material, and forming the insulating layer and forming the amorphous layer may be sequentially performed on the transferred base material. Characterized in that made.
본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계는 절연재료를 핫 스프레이 방식 또는 콜드 스프레이 방식으로 코팅하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment and the other embodiment of the present invention, the step of forming the insulating layer is characterized in that the coating of the insulating material by hot spray or cold spray method.
또한, 상기 비정질층을 형성하는 단계는 비정질재료의 분말을 콜드 스프레이 방식으로 코팅하는 것을 특징으로 한다.In addition, the forming of the amorphous layer is characterized in that the coating of the powder of the amorphous material by cold spray method.
그리고, 상기 비정질재료의 분말 입도는 5 ~ 50㎛인 것을 특징으로 한다.And, the particle size of the amorphous material is characterized in that 5 ~ 50㎛.
또한, 상기 비정질층의 두께는 0.05 ~ 2㎜인 것을 특징으로 한다.In addition, the thickness of the amorphous layer is characterized in that 0.05 ~ 2mm.
본 발명에 따르면, 비정질층을 콜드 스프레이 방식으로 형성함에 따라 생산공정을 단순화 시키고, 상온에서 연속적으로 작업이 가능하여 비정질 전기강판의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by forming the amorphous layer by the cold spray method, the production process can be simplified, and the work can be continuously performed at room temperature, thereby improving the productivity of the amorphous electrical steel sheet.
또한, 비정질층을 콜드 스프레이 방식으로 형성함에 따라 비정질층의 두께를 상당히 얇게 형성할 수 있어 와전류 손을 낮춘 고효율의 비정질 건기강판을 생산할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the amorphous layer is formed by a cold spray method, the thickness of the amorphous layer can be formed to be considerably thin, thereby producing an amorphous dry steel sheet having high efficiency with low eddy current hand.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like numbers refer to like elements in the figures.
먼저, 본 발명에 사용되는 냉간 용사법(Cold spraying)에 대하여 설명한다.First, the cold spraying method used for this invention is demonstrated.
냉간 용사법은 1980년대 중반에 개발된 기술로서, 5 ~ 50㎛의 분말을 500 ~ 2000m/s의 속도로 모재에 충돌시켜서 모재와 입자의 용융없이 분말 입자를 모재 상에 코팅하는 기술이다. 따라서 원료 분말로 비정질 분말을 사용하여도 열이나 산화에 의한 재질의 변화없이 원하는 비정질 코팅막을 얻을 수 있고, 급냉과정이 필요없기 때문에 원하는 크기의 소재를 만드는 것도 용이하다Cold spraying is a technique developed in the mid-1980s, and is a technique for coating the powder particles on the base material without melting the base material and particles by colliding the powder of 5 ~ 50㎛ to the base material at a speed of 500 ~ 2000m / s. Therefore, even if the amorphous powder is used as the raw material powder, the desired amorphous coating film can be obtained without changing the material due to heat or oxidation, and it is also easy to make the material of the desired size because no quenching process is required.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비정질 전기강판의 제조장치 및 제조공정을 개략적으로 보여주는 개략도이다.1 and 2 are schematic diagrams schematically showing an apparatus and a manufacturing process of an amorphous electrical steel sheet according to the present invention.
도면에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 비정질 전기강판의 제조장치는 모재(1)가 안착되어 이동되는 이송유닛(100)과; 절연층(10a,10b)을 형성시키기 위하여 상기 이송유닛(100)의 진행방향을 따라 서로 이격되어 상기 이송유닛(100)의 상부에 설치되는 다수의 절연층 코팅유닛(200a,200b)과; 비정질층(20)을 형성시키기 위하여 상기 절연층 코팅유닛(200a,200b)과 교호되는 위치에 이격되어 설치되는 적어도 하나 이상의 비정질층 코팅유닛(300)을 포함한다. 그리고, 상기 이송유닛(100)의 이송경로 상에 상기 모재(1)를 산화 또는 용해시키는 산화재 또는 용해재(410)가 수용된 분리조(400)를 더 포함한다.As shown in the drawings, an apparatus for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to the present invention includes a
이송유닛(100)은 상기 절연층 코팅유닛(200a,200b), 비정질 코팅유닛(300) 및 분리조(400)가 위치되는 지점으로 모재(1)를 연속적으로 이송시키는 수단으로서, 상기 모재(1)를 이송할 수 있는 수단이면 어떠한 방식을 채택하여도 무방하다, 예를 들어 본 발명에서는 롤 타입의 이송컨베이어를 채택하였다.The
절연층 코팅유닛(200a,200b)은 절연재료를 분사하여 절연층을 형성시키는 수단으로서, 통상의 열간 또는 냉간 용사법에 사용되는 핫 스프레이(hot spray) 장치 또는 콜드 스프레이(cold spray) 장치가 선택적으로 사용된다.Insulating layer coating unit (200a, 200b) is a means for spraying the insulating material to form an insulating layer, hot spray device or cold spray device used in the usual hot or cold spray method is selectively Used.
또한, 비정질층 코팅유닛(300)은 비정질 재료 분말을 분사하여 비정질층을 형성시키는 수단으로서, 콜드 스프레이(cold spray) 장치가 사용된다.In addition, the amorphous
핫 스프레이 장치는 금속이나 세라믹 등의 재료를 다양한 방식으로 가열하여 녹이거나 혹은 연하게 하여 이것을 미립자 상태로 만들어 모재의 표면에 충돌시켜서 부서진 입자를 응고 또는 퇴적시킴으로써 모재상에 박막을 형성시키는 장치로서, 재료를 가열하는 방식에 따라 플라즈마 스프레이(Prasma Spray), 초음속 스프 레이(High Velocity Oxy Fuel Spray), 아크 스프레이(Electric Arc Spray), 플레임 스프레이(Flame Spray) 등 다양한 방식이 사용된다. 상기 핫 스프레이 장치는 재료를 가열하여 모재에 분사함에 따라 박막을 형성시킬 수 있다면 어떠한 방식의 장치가 사용되어도 무방하다.A hot spray device is a device for forming a thin film on a base material by heating a material such as metal or ceramic in various ways to melt or soften it to make a particulate state and impinge on the surface of the base material to solidify or deposit broken particles. Depending on the method of heating the material, various methods such as plasma spray, high velocity oxygen fuel spray, electric arc spray and flame spray are used. The hot spray apparatus may be any type of apparatus as long as it can form a thin film by heating the material and spraying the matrix.
콜드 스프레이 장치는 분사되는 재료를 미세한 분말로 준비하여 재료를 고온으로 가열하지 않고 고속으로 모재의 표면에 충돌시켜 입자와 모재의 용융없이 분말의 소성 변형을 이용하여 박막을 형성시키는 장치로서, 상기 콜드 스프레이 장치는 재료를 가열없이 모재에 고속으로 분사함에 따라 피막을 형성시킬 수 있다면 어떠한 방식의 장치가 사용되어도 무방하다.The cold spray device is a device for preparing a sprayed material into a fine powder to form a thin film using the plastic deformation of the powder without melting the particles and the base material by hitting the surface of the base material at high speed without heating the material to a high temperature, the cold The spray apparatus may be any type of apparatus as long as it can form a film by spraying the material on the substrate at high speed without heating.
상기 핫 스프레이 장치 및 콜드 스프레이 장치는 용사법을 구현하기 위하여 현업에서 다양한 방식의 장치들이 다양하게 변경되어 사용되고 있기 때문에 각 장치에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Since the hot spray device and the cold spray device are variously changed and used in the field in order to implement the thermal spraying method, detailed description of each device will be omitted.
다만, 본 발명에서는 도면에 도시된 바와 같이 이송유닛(100)의 이송방향을 따라 상기 절연층 코팅유닛(200a,200b)과 비정질층 코팅유닛(300)이 순차적으로 교호되는 위치에 이격되어 설치된다. 이에 따라 이송유닛(100)을 따라 이송되는 모재(1) 상에 절연층 및 비정질층이 순서대로 적층된다.However, in the present invention, the insulating layer coating unit (200a, 200b) and the amorphous
본 실시예에서는 이송유닛(100)의 이송방향을 따라 절연층 코팅유닛(200a), 비정질층 코팅유닛(300) 및 절연층 코팅유닛(200b)을 순서대로 배치함에 따라 모재(1) 상에 절연층(10a), 비정질층(20) 및 절연층(10b)을 순서대로 적층할 수 있다.In this embodiment, the insulating
이때 절연층 코팅유닛(200a,200b) 및 비정질층 코팅유닛(300)의 배치 개수에 따라 절연층(10a,10b) 및 비정질층(20)이 적층되는 개수가 결정된다. 따라서, 절연층 코팅유닛(200a,200b) 및 비정질층 코팅유닛(300)의 설치개수를 다양하게 변경하여 절연층(10a,10b) 및 비정질층(20)의 적층 개수를 다양하게 변경할 수 있다.In this case, the number of
그리고, 광폭의 모재(1) 상에 절연층(10a,10b) 및 비정질층(20)을 형성하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 상기 절연층 코팅유닛(200a,200b) 및 비정질층 코팅유닛(300)은 상기 이송유닛(100)의 진행방향과 수평면상에서 직교하는 방향으로 다수개를 병렬로 배치할 수 있다.In order to form the
부연하자면, 상기 절연층 코팅유닛(200a,200b)은 핫 스프레이 장치 또는 콜드 스프레이 장치 중 선택되는 장치, 예를들어 핫 스프레이 장치를 다수개 이격시켜 상기 이송유닛(100)의 진행방향과 직교하는 방향으로 다수개를 배치할 수 있다. 또한, 상기 비정질층 코팅유닛(300)은 콜드 스프레이 장치를 다수개 이격시켜 상기 이송유닛(100)의 진행방향과 직교하는 방향으로 다수개를 배치할 수 있다. 이때 핫 스프레이 장치 및 콜드 스프레이 장치들 상호간의 이격거리는 각 장치의 분사 범위를 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.In other words, the insulating layer coating unit (200a, 200b) is selected from the hot spray device or cold spray device, for example, a plurality of hot spray device spaced apart from the direction perpendicular to the traveling direction of the
또한, 본 발명에서는 이송유닛(100)의 이송경로 상에 모재(1)와 절연층(10a)을 분리하기 위한 분리조(400)가 구비된다. 바람직하게는 상기 분리조(400)가 이송유닛(100)의 이송경로를 따라 상기 절연층 코팅유닛(200a,200b) 및 비정질층 코팅유닛(300)이 설치된 다음에 설치된다. 그래서, 모재(1) 상에 원하는 절연층(10a,10b) 및 비정질층(20)을 형성시킨 다음에, 절연층(10a,10b) 및 비정질 층(20)이 형성된 모재(1)가 분리조(400)를 통과하게 함에 따라 분리조(400)에 수용된 산화재 또는 용해재(410)에 의해 모재(1)가 산화 또는 용해되어 절연층(10a)에서 모재(1)가 분리된다. 이때 분리조(400)에 수용되는 산화재 또는 용해재(410)는 절연층(10a,10b) 및 비정질층(20)의 손상없이 모재(1)를 산화 또는 용해시킬수 있다면 어떠한 재료가 사용되어도 무방하다.In addition, in the present invention, a
상기와 같이 이루어지는 비정질 전기강판 제조장치를 이용하여 비정질 전기강판을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.The method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet using the amorphous electrical steel sheet manufacturing apparatus which consists of the above is demonstrated.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시에에 따른 비정질 전기강판의 제조방법을 개략적으로 보여주는 개략도로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법은 다음과 같다.3A is a schematic view schematically showing a method for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to a first embodiment of the present invention, and a method for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to the first embodiment of the present invention is as follows.
먼저, 모재(1)를 준비한다. 모재(1)는 전기강판의 대량생산을 위하여 절연층(10a,10b) 및 비정질층(20)을 연속적으로 형성하기 위하여 스트립(strip) 형태로 준비하는 것이 바람직하다. 또한, 전술된 분리조(400)에 수용되는 산화재 또는 용해재(410)에 의해 절연층(10a)과 쉽게 분리될 수 있는 재료로 제조되는 것이 바람직하다.First, the
이렇게 모재(1)가 준비되었다면 준비된 모재(1)를 전술된 이송유닛(100)에 안착시킨 상태에서 이송시킴에 따라 모재(1)가 절연층 코팅유닛(200a,200b) 및 비정질 코팅유닛(300)을 순차적으로 통과되도록 하여 각각의 코팅유닛(200a,200b,300)에서 용사법에 의해 모재(1)의 상면에 절연층(10a,10b) 및 비정 질층(20)을 순차적으로 형성한다. When the
부연하자면, 모재(1)를 이송유닛(100)에 안착시킨 상태에서 이송유닛(100)을 작동시켜 모재(1)가 제 1 절연층 코팅유닛(200a)을 통과하도록 한다. 그러면, 제 1 절연층 코팅유닛(200a)에서 분사되는 절연재료가 모재(1)의 상면에 코팅되면서 제 1 절연층(10a)을 형성한다. 그리고, 모재(1)가 계속적으로 이송됨에 따라 제 1 절연층(10a)이 형성된 지점이 비정질 코팅유닛(300)을 통과하도록 하여 비정질 코팅유닛(300)에서 분사되는 비정질 분말이 제 1 절연층(10a)의 상면에 코팅되면서 비정질층(20)을 형성한다. 그런 다음, 모재(1)가 계속적으로 이송됨에 따라 비정질층(20)이 형성된 지점이 제 2 절연층 코팅유닛(200b)을 통과하도록 한다. 그러면 제 2 절연층 코팅유닛(200b)에서 분사되는 절연 재료가 비정질층(20)의 상면에 코팅되면서 제 2 절연층(10b)을 형성한다. 이때 상기 제 1 절연층(10a), 비정질층(20) 및 제 2 절연층(10b)의 형성과정은 모재(1)의 이송에 따라 연속적으로 이루어진다. In other words, the
이렇게 모재(1)의 상면에 제 1 절연층(10a), 비정질층(20) 및 제 2 절연층(10b)이 순차적으로 형성되었다면, 모재(1)가 계속적으로 이송되어 분리조(400)를 통과하게 한다. 그러면 분리조(400)에 수용된 산화재 또는 용해재(410)가 모재(1)에 작용하여 모재(1)를 제 1 절연층(10a)에서 분리시킨다. 이렇게 모재(1)가 분리되고 제 1 절연층(10a), 비정질층(20) 및 제 2 절연층(10b)만 남은 제품은 소정의 크기로 절단되어 제품화 된다. When the first insulating
이때 상기 절연층(10a,10b)은 절연재료, 예를 들어 무기질의 절연재료를 핫 스프레이 방식 또는 콜드 스프레이 방식으로 분사하여 박막을 코팅시킨다. 물론 상기 절연재료는 상기 비정질층(20)을 절연시킬 수 있다면 어떠한 절연재료가 사용되어도 무방하다.In this case, the insulating
그리고, 상기 비정질층(20)은 비정질 재료, 예를 들어 Fe-Si-B계 비정질 재료를 콜드 스프레이 방식으로 분사하여 박막을 코팅시킨다. 이때 상기 비정질 재료는 미세한 분말, 바람직하게는 5 ~ 50㎛의 입도를 갖도록 분쇄하여 사용한다. 이렇게 미세한 분말의 비정질 재료를 사용하는 이유는 상온에서 콜드 스프레이 작업을 진행하기 위함이고, 비정질층(20)을 콜드 스프레이 작업으로 형성함에 따라 비정질재 고유의 특성을 유지하면서 박막을 형성할 수 있고, 별도의 냉각과정이 필요하지 않아 냉각과정에서 일어날 수 있는 열응력에 의한 박리현상을 방지할 수 있으며, 비정질층의 산화 및 열변경 등이 작은 효과를 얻을 수 있다.In addition, the
또한, 비정질층(20)을 콜드 스프레이 방식으로 형성함에 따라 비정질층(20)의 두께를 0.05 ~ 2㎜까지 얇게 형성할 수 있어, 와전류에 의한 철손을 감소시켜 자성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.In addition, as the
그리고, 도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법을 개략적으로 보여주는 개략도로서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법은 다수개의 비정질층을 형성시키는 제조방법이다.And, Figure 3b is a schematic diagram showing a method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to a second embodiment of the present invention, the method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to a second embodiment of the present invention to form a plurality of amorphous layers It is a manufacturing method.
도 3b는 본 발명의 제 2 실시에에 따른 비정질 전기강판의 제조방법을 개략적으로 보여주는 개략도로서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제 조방법은 다음과 같다.Figure 3b is a schematic diagram showing a method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to a second embodiment of the present invention, the manufacturing method of an amorphous electrical steel sheet according to a second embodiment of the present invention is as follows.
모재(1)를 준비하고, 제 1 절연층(10a), 제 1 비정질층(20a) 및 제 2 절연층(10b)을 형성하는 단계까지는 상기 제 1 실시예와 동일하다. 다만, 제 2 절연층(10b)을 형성시키는 단계 이후에 제 2 절연층(10b)에 제 2 비정질층(20b)을 형성하고, 상기 제 2 비정질층(20b)에 제 3 절연층(10c)을 연속하여 형성시킨다. 이때 비정질층(20a,20b) 및 절연층(10a,10b,10c)의 개수는 비정질층(20a,20b)과 절연층(10a,10b,10c)이 교호되도록 형성되고, 최외곽에 절연층(10a,10c)이 형성된다면 어떠하여도 무방하다.The step of preparing the
이렇게 원하는 개수로 비정질층(20a,20b) 및 절연층(10a,10b,10c)을 형성하였다면 모재(1)를 제 1 절연층(10a)에서 분리시킨다.When the
제 1 및 제 2 실시예에서 비절연 특성을 갖는 모재(1)를 사용하여 모재(1)와 비정질층(20) 사이에 절연층(10a)을 형성하고, 모재(1)와 절연층(10a)을 분리하는 작업이 이루어졌다. 하지만, 모재로 절연 특성을 갖는 모재를 사용한다면 별도로 모재를 분리하는 작업을 생략할 수 있다.In the first and second embodiments, an insulating
도 4a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법을 개략적으로 보여주는 개략도로서, 도면에 도시된 바와 같이 절연성 모재(2)를 준비한 다음, 절연성 모재(2) 상면에 비정질층(20) 및 절연층(10)을 순차적으로 형성하는 간단한 공정으로 비정질 전기강판을 제조한다. 물론 제 3 실시예에서는 절연 특성을 갖는 재료인 절연성 모재(2)가 절연층 역할을 하여 비정질층(20)을 절연시키기 때문에 제 1 및 제 2 실시예와 같이 모재를 별도로 분리하는 공정이 생략된다. 물 론 제 3 실시예에서도 절연성 모재(2) 상에 비정질층(20) 및 절연층(10)을 다층으로 적층할 수 있다.4A is a schematic view schematically showing a method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to a third embodiment of the present invention. As shown in the drawing, an insulating
도 4b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 비정질 전기강판의 제조방법을 개략적으로 보여주는 개략도로서, 제 3 실시에와 마찬가지로 절연성 모재(2)를 준비한 다음, 절연성 모재(2)의 상면에 제 1 비정질층(20a) 및 제 1 절연층(10a)을 순차적으로 형성한다. 그런다음, 절연성 모재(2)의 하면에 제 2 비정질층(20b) 및 제 2 절연층(10b)을 순차적으로 형성한다. 물론, 제 1 비정질층(20a) 및 제 1 절연층(10a)의 형성과정과 제 2 비정질층(20b) 및 제 2 절연층(10b)이 형성과정으로 동시에 진행할 수도 있을 것이다. 또한, 제 4 실시예에서도 절연성 모재(2)의 상면과 하면에 각각 비정질층(20a,20b) 및 절연층(10a,10b)을 다층으로 적층할 수 있다.4B is a schematic view schematically showing a method for manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to a fourth embodiment of the present invention. In the same manner as in the third embodiment, an insulating
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비정질 전기강판의 제조장치 및 제조공정을 개략적으로 보여주는 개략도이고,1 and 2 is a schematic view showing a manufacturing apparatus and a manufacturing process of an amorphous electrical steel sheet according to the present invention,
도 3a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 비정질 전기강판의 제조방법을 개략적으로 보여주는 개략도이다.3A to 4B are schematic views schematically showing a method of manufacturing an amorphous electrical steel sheet according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 모재 2: 절연성 모재1: base material 2: insulating base material
10: 절연층 20: 비정질층10: insulating layer 20: amorphous layer
100: 이송유닛 200a,200b: 절연층 코팅유닛100:
300: 비정질층 코팅유닛 400: 분리조300: amorphous layer coating unit 400: separation tank
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