KR101626599B1

KR101626599B1 - 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR101626599B1
Application number: KR1020140188933A
Authority: KR
Inventors: 민기영; 시성규; 홍완기; 박현철; 임충수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-06-01

Abstract

방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법으로서, 강판이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어단계, 상기 강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 상기 강판에 장력을 부여하는 장력 제어단계, 상기 강판을 지지하면서 지정된 상기 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절단계, 및 상기 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사단계, 상기 레이저 조사단계의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거단계를 포함한다.

Description

방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치{METHOD FOR REFINING MAGNETIC DOMAIN OF ORIENTED ELECTRICAL STEEL, AMD THE DEVICE}

본 발명은 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변압기와 같은 전기기기의 철심으로 사용되는 방향성 전기강판의 철손을 감소시키기 위해, 전기강판 표면에 레이저를 조사하여 강판 용융에 의한 홈을 형성시킴으로써 영구적으로 전기강판의 자구를 미세화 처리하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기와 같은 전기기기의 전력손실을 줄이고 효율을 향상시키기 위해 철손이 낮고 자속밀도가 높은 자기적 특성을 지닌 방향성 전기강판이 요구된다.

이러한 방향성 전기강판의 철손 특성을 향상시키기 위해 강판 내 자구 폭을 감소시키는 여러 가지 방법을 적용하고 있다.

자구를 미세화하는 방법으로는 일본 특허 공보 58-26405 및 미국 USP 4203784에서 강판표면에 레이저 및 기계적 방법을 이용하여 압연방향과 수직방향으로 자구를 미세화하여 철손을 감소시키는 방안이 게시되어 있지만, 강판표면에 레이저를 이용하여 자구를 미세화하는 방법은 응력제거소둔 후 자구미세화 효과를 상실하는 단점을 갖고 있다.

자구미세화 방법은 응력제거 소둔에 의해 자구미세화 개선 효과 유지 유무에 따라 일시 자구미세화 방법과 영구 자구미세화 방법으로 대별할 수 있다.

일시 자구미세화 방법에는, 일본 특공소 57-2252B, 일본 특공소 58-5968B 및 일본 특공평7-072300에서와 같이, 자구를 미세화시키는 에너지원에 따라 레이저 자구미세화법, 볼스크래치법, 플라즈마 및 초음파에 의한 방법이 있다. 전기강판의 표면에 레이저, 볼, 플라즈마 및 초음파에 의해 전기강판 표면에 국부적인 압축 응력부를 형성시킴으로써 자구를 미세화시킨다.

그러나, 이러한 방법은 강판 표면의 절연 코팅층 손상을 일으키기 때문에 재코팅을 하거나, 최종제품이 아닌 중간 공정에서 자구미세화 처리를 하기 때문에 제조비용이 높은 단점을 갖고 있다. 또한, 전기강판의 압축 변형층 영역을 조절하기 위해서는 입력되는 에너지값을 증가시켜야만 가능하다. 따라서, 최종 제품의 철손개선율 향상을 위해서는 자구미세화 처리 시 표면손상을 피할 수 없는 단점이 있다.

열처리 후에도 철손 개선 효과를 유지할 수 있는 영구 자구미세화 방법은 에칭법, 롤법 및 레이저법으로 대별할 수 있다. 에칭법은 전기강판 표면에 감광성 수지로 마스킹 후 포토 에칭이나 레이저 혹은 플라즈마를 이용하여 표면 수지를 탈착한 후 용액 내에서 전기 화학적인 방법으로, 전기강판 표면에 폭이 5~300㎛이고 깊이가 100㎛인 홈을 형성시키는 방법이 일본 특공평 6-57857에 공시되어 있다.

에칭법은 산 용액 내에서 전기 화학적인 부식 반응에 의해 전기강판 표면에 홈을 형성시키기 때문에 홈 형상(폭, 깊이) 제어가 어렵고, 전기강판을 생산하는 중간공정(탈탄 소둔, 고온 소둔 전)에서 홈을 형성시키기 때문에 최종 제품의 철손 특성의 보증이 어려우며 산 용액을 사용하기 때문에 환경 친화적이지 못한 단점을 갖고 있다.

롤에 의한 영구 자구미세화 방법은, 표면이 돌기 모양으로 가공된 롤을 이용하여 전기강판을 가압함으로써, 표면에 300㎛ 이하의 폭과 5㎛의 깊이를 가진 홈을 표면에 형성시키는 방법이 일본 특개평5-202450에 공지되어 있다.

롤에 의한 영구 자구미세화 방법은 영구 자구미세화 처리 후 전기강판을 소둔함으로써 홈 하부의 재결정을 발생시킴으로써 자구를 미세화시키는 기술로서 기계 가공에 대한 안정성, 신뢰성 및 프로세스가 복잡한 단점을 갖고 있다. 롤에 의한 홈을 형성시키는 방법과 유사한 프레스에 의해 전기강판 표면에 홈 깊이 5㎛, 1~30mm의 선 간격을 형성시키는 방법이 일본 특공평6-63037에 공지되어 있다.

펄스 레이저 조사로, 조사부 물질의 증착(Vaporization)으로 표면 개구부 폭이 100~300㎛, 깊이 10~30㎛의 홈을 형성시킴으로써, 0.23mm 두께의 방향성 전기강판의 열처리 후 철손 개선율을 14% 확보한 영구 자구미세화 방법에 대해 EP 0 870843 A1(WO 97/024466)에 공지되어 있으며, Q 스위치 펄스 레이저에 의한 열처리후 철손 개선 방법은 전기강판 양면에 홈 깊이 5~30㎛을 형성시킴으로써 열처리 후 철손 개선율을 4.7~5.1% 확보한 것으로 일본 특허 출원 1998-284034에 공지되어 있다.

공지한 펄스 레이저에 의한 자구미세화 방법은 증착에 의해 홈을 형성시키기 때문에 용융부 형성을 억제하므로 열처리(응력완화 열처리, SRA) 전 철손 개선율을 확보하기 어렵고, 열처리 후에는 단순 홈에 의한 자구미세화 효과만 유지할 뿐만 아니라 강판의 이송속도를 (Line Speed 10mpm 이상) 고속으로 처리하지 못하는 단점을 갖고 있다.

본 발명은 방향성 전기강판 표면에 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔을 강판 표면에 조사함으로써 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 2~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부를 형성시킴으로써 열처리 전, 후의 철손 개선율을 각각 5% 이상, 10% 이상 확보하고 레이저 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30mm로 조정 가능하게 함으로써 레이저 빔에 의한 열영향부(HAZ: Heat Affected Zone)의 영향을 최소화하여 강판의 철손을 개선시킬 수 있는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법으로서,

강판이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어단계,

상기 강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 상기 강판에 장력을 부여하는 장력 제어단계,

상기 강판을 지지하면서 지정된 상기 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절단계,

레이저 빔을 조사하여 상기 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사단계, 및

상기 레이저 조사단계의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법으로서,

강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 상기 강판에 장력을 부여하는 장력 제어단계,

상기 사행 제어단계는, 레이저 조사에 의한 강판 표면 홈 형성 전 공정에서, 강판의 전폭에 걸쳐서 홈을 형성하기 위해 홈 형성전 상기 강판의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 사행량을 사행 측정센서에 의하여 측정하는 사행량 측정단계, 및

상기 사행량 측정단계에서 측정된 강판의 사행량에 따라 스티어링 롤(Steering Roll)의 축을 회전 및 이동시켜 강판이 움직이는 방향을 조정함으로써, 상기 강판의 사행량을 ±1mm 이내로 제어하는 사행량 제어단계를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어단계는, 1~4㎏f/㎟ 범위 내의 강판 장력으로 조업하기 위해, 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll)에 의하여 상기 강판에 일정한 크기의 장력을 인가하는 강판 장력 인가단계,

상기 강판 장력 인가단계를 행한 상기 강판의 장력을 장력 측정센서에 의하여 측정하기 위한 강판 장력 측정단계, 및

상기 강판 장력 측정단계에서 측정된 강판의 장력에 따라 상기 텐션 브라이들 롤의 속도를 조정하여 상기 강판의 장력오차를 ±1% 이내로 제어하는 강판(Strip) 장력 제어단계를 포함할 수 있다.

상기 강판 지지롤 위치 조절단계는, 상기 레이저 조사단계에 위치하는 강판을 강판 지지롤로 지지하는 강판 지지단계,

상기 레이저 조사단계에서 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 휘도 측정센서로 측정하는 휘도 측정 단계, 및

상기 휘도 측정 단계에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계에 의하여 강판 지지롤의 위치를 조정하여 상기 강판 지지롤 위치 제어 정밀도를 ±10㎛ 이내로 제어하는 강판 지지롤 위치 제어단계를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사단계는, 레이저 발진기에서 조사된 레이저 빔을 전달받은 광학계에 의하여 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 빔 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 빔 에너지 밀도를 강판에 전달하는 레이저 조사 및 에너지 전달단계를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사단계는, 레이저 발진기 제어기에 의하여 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판의 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하는 레이저 빔 발진 제어단계를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어단계를 행한 후 디플렉터 롤(Deflector Roll)에 의해 강판을 강판 지지롤로 향하도록 강판의 이동 방향을 전환하는 강판 이동방향 전환 단계를 행할 수 있다.

상기 레이저 조사단계에서 레이저 발진기는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔을 발진할 수 있다.

상기 레이저 조사단계에서 광학계는 레이저 주사속도를 제어하여 레이저 빔 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정할 수 있다.

상기 힐업 제거단계는, 강판의 상, 하를 지지하는 상,하 강판 지지롤과 강판 사이의 간격을 조정하는 롤과 강판 사이 간격 조정단계,

상기 롤과 강판 사이 간격 조정단계를 행한 후 상기 레이저 조사단계를 행한 강판을 상기 상,하 강판 지지롤로 구성된 힐업 제거설비에 통과시키는 강판 힐업 제거설비 통과단계를 포함하여 힐업을 0.1~10㎛ 이내로 제어할 수 있다.

상기 힐업 제거단계는, 상기 힐업 제거설비 통과단계의 힐업 제거과정에서 발생된 힐업 잔재를 공기관창으로 공기를 불어 넣거나 흡입 후드로 빨아 당겨서 제거하는 힐업 잔재 제거단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치로서,

강판이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어설비,

강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 강판에 장력을 부여하는 장력 제어설비,

강판을 지지하면서 지정된 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절설비,

레이저 빔을 조사하여 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사설비, 및

상기 레이저 조사설비의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거설비를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치로서,

상기 사행 제어설비는 상기 강판의 이동 방향을 전환하기 위한 스티어링 롤(Steering Roll),

상기 스티어링 롤의 축을 회전 및 이동시켜 강판이 움직이는 방향을 조정하기 위한 강판 중앙위치 제어계(Strip Center Position Control System), 및

상기 강판의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 정도(사행량)를 측정하기 위한 사행 측정센서를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어설비는 상기 강판에 일정한 크기의 장력을 인가하면서 이동을 유도하는 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll),

상기 텐션 브라이들 롤을 통과한 상기 강판의 장력을 측정하기 위한 강판 장력 측정센서, 및

상기 강판 장력 측정센서에서 측정된 강판의 장력에 따라 상기 텐션 브라이들 롤의 속도를 조정하기 위한 강판(Strip) 장력 제어계를 포함할 수 있다.

상기 강판 지지롤 위치 조절설비는, 상기 레이저 조사설비 위치의 강판을 지지하는 강판 지지롤(SPR),

상기 레이저 조사설비에서 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 측정하기 위한 휘도 측정센서, 및

상기 휘도 측정센서에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 상기 강판 지지롤의 위치를 제어하기 위한 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사설비는, 연속파 레이저 빔을 발진하기 위한 레이저 발진기,

상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저 빔을 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달하는 광학계를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사설비는, 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하는 레이저 발진기 제어기를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어설비를 통과한 강판의 이동방향은 강판이 디플렉터 롤(Deflector Roll)에 의해 강판 지지롤로 향하도록 전환될 수 있다.

상기 레이저 발진기는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔을 발진할 수 있다.

상기 광학계는 레이저 주사속도를 제어하여 레이저 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정할 수 있다.

상기 힐업 제거설비는, 상기 레이저 조사설비를 통과한 강판이 통과될 때 그 회전과 강판과의 마찰력에 의해 강판을 이동시키면서 돌출된 힐업을 제거하기 위한 상,하 강판 지지롤, 및

상기 상,하 강판 지지롤과 강판 사이의 간격을 조정하는 힐업 롤 간격 제어계를 포함할 수 있다.

상기 힐업 제거설비는 상기 힐업 제거설비의 힐업 제거과정에서 발생된 힐업 잔재를 공기를 불어 넣어 제거하기 위한 공기관창 또는 상기 힐업 잔재를 빨아 당겨서 제거하기 위한 흡입 후드를 포함할 수 있다.

본 발명의 구현예에 따르면, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 강판에 길이방향으로 3~30mm 간격 마다, 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴으로써, 1차 재결정전 전기강판에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 2차 재결정후 혹은 절연코팅 후 전기강판의 열처리 전,후의 철손 개선율을 각각 5% 이상, 10% 이상 확보할 수 있는 장점을 갖고 있기 때문에 열처리를 필요로 하는 권철심 및 열처리를 필요로 하지 않는 적철심 변압기 철심으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따라 연속파 레이저 빔에 의해 형성된 연속홈을 가진 강판에 대한 개략도이다.
도 4는 레이저 홈과 홈 모서리에 융착된 힐업의 개략도이다

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 구현예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법은, 강판(1)이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방법으로서,

강판(1)이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어단계(S10),

상기 강판(1)을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 상기 강판(1)에 장력을 부여하는 장력 제어단계(S20),

상기 강판(1)을 지지하면서 지정된 상기 강판(1)의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절단계(S30),

레이저 빔을 조사하여 상기 강판(1)을 용융시켜 상기 강판(1)의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사단계(S40), 및

상기 레이저 조사단계에서 레이저 빔 조사에 의하여 용융된 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거단계(S50) 등을 포함할 수 있다.

상기 사행 제어단계(S10)는, 레이저 조사에 의한 강판 표면 홈 형성 전 공정에서, 강판(1)의 전폭에 걸쳐서 홈을 형성하기 위해 홈 형성전 상기 강판(1)의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 사행량을 사행 측정센서(4)에 의하여 측정하는 사행량 측정단계(S11), 및

상기 사행량 측정단계(S11)에서 측정된 강판(1)의 사행량에 따라 스티어링 롤(Steering Roll: SR)(2A, 2B)의 축을 회전 및 이동시켜 강판(1)이 움직이는 방향을 조정함으로써, 상기 강판(1)의 사행량을 ±1mm 이내로 제어하는 사행량 제어단계(S12)를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어단계(S20)는, 1~4㎏f/㎟ 범위 내의 강판 장력으로 조업하기 위해, 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll)(5A, 5B)에 의하여 상기 강판(1)에 일정한 크기의 장력을 인가하는 강판 장력 인가단계(S21),

상기 강판 장력 인가단계(S21)를 행한 상기 강판(1)의 장력을 장력 측정센서(7)에 의하여 측정하기 위한 강판 장력 측정단계(S22), 및

상기 강판 장력 측정단계(S22)에서 측정된 강판(1)의 장력에 따라 상기 텐션 브라이들 롤(5A, 5B)의 속도를 조정하여 상기 강판(1)의 장력오차를 ±1% 이내로 제어하는 강판(Strip) 장력 제어단계(S23)를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어단계(S20)를 행한 후 디플렉터 롤(Deflector Roll)(8A, 8B)에 의해 강판(1)을 강판 지지롤(9)로 향하도록 강판의 이동 방향을 전환하는 강판 이동방향 전환 단계(S24)를 행한다.

상기 강판 지지롤 위치 조절단계(S30)는, 상기 레이저 조사단계(S40)에 위치하는 강판(1)을 강판 지지롤(9)로 지지하는 강판 지지단계(S31),

상기 레이저 조사단계(S40)에서 강판(1)에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 휘도 측정센서(10)로 측정하는 휘도 측정 단계(S32), 및

상기 휘도 측정 단계(S32)에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 불꽃의 밝기가 가장 좋은 상태가 되게 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계(11)에 의하여 강판 지지롤(9)의 위치를 조정하여 상기 강판 지지롤 위치 제어 정밀도를 ±10㎛ 이내로 제어하는 강판 지지롤 위치 제어단계(S33)를 포함한다.

상기 강판 지지롤 위치 조절단계(S30)는 강판 지지롤(9)에 의하여 레이저 조사부 위치의 강판(1)을 지지하고, 레이저 강판조사 효율이 높은 초점심도(Depth of Focus)내에 강판이 위치하도록, 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기가 가장 좋은 상태가 되게 강판지지롤 위치를 조정한다. 또한, 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기는 휘도 측정센서(10)를 이용하여 측정하고 강판 지지롤 위치 제어 정밀도는 ±10㎛ 이내로 제어할 수 있다.

상기 레이저 조사단계(40)는, 레이저 발진기 제어기(12)에 의하여 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기(13)를 온(On) 상태로 하고 강판의 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기(13)를 오프(Off) 상태로 제어하는 레이저 빔 발진 제어단계(S41), 및

레이저 발진기(13)에서 조사된 레이저 빔을 전달받은 광학계(14)에 의하여 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 빔 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 빔 에너지 밀도를 강판에 전달하는 레이저 조사 및 에너지 전달단계(S42)를 포함한다.

상기 레이저 조사단계(S40)는 정상적인 작업조건 하에서는 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판 사행량이 15mm 이상 발생되면 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하고, 레이저 빔을 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달한다.

상기 레이저 조사단계(40)에서 레이저 발진기(13)는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔(15)을 발진할 수 있다.

또한, 상기 레이저 조사단계(S40)에서 광학계(14)는 레이저 주사속도를 제어하여 레이저 빔 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정할 수 있다.

상기 힐업 제거단계(S50)는, 힐업 롤 간격 제어계(18)에 의하여 강판(1)의 상, 하를 지지하는 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)과 강판(1) 사이의 간격을 조정하는 롤과 강판 사이 간격 조정단계(S51),

상기 롤과 강판 사이 간격 조정단계(S51)를 행한 후 상기 레이저 조사단계(S40)를 행한 강판을 상기 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)로 구성된 힐업 제거설비에 통과시키는 강판 힐업 제거설비 통과단계(S52)를 포함하여 힐업을 0.1~10㎛ 이내로 제어할 수 있다.

또한, 상기 힐업 제거단계(S50)는 상기 힐업 제거설비 통과단계(S52)의 힐업 제거과정에서 발생된 힐업 잔재를 공기관창(19)으로 공기를 불어 넣거나 흡입 후드로 빨아 당겨서 제거하는 힐업 잔재 제거단계(S53)를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사단계(S40)에서 강판(1)에 레이저 홈이 형성되는 과정에서 용융철 잔재가 비산된다. 이와 같이, 비산된 용융철 잔재는 도 4에 도시된 바와 같이 홈 모서리에 융착되어 0.1~100㎛ 크기의 힐업(20)으로 돌출된다.

상기 힐업 제거단계(S50)에서는 강판(1)의 두께 데이터를 받아 힐업 롤 간격 제어계(18)에 의하여 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)과 강판 사이의 간격을 조정한다. 그리고, 상기 레이저 조사단계(S40)를 행한 강판을 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)로 구성된 힐업 제거설비에 통과시킨다.

상기 강판(1)이 힐업 제거설비의 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)을 통과하면서 롤의 회전과 강판과의 마찰력에 의해 강판(1)이 이동하면서 도 4에 도시된 바와 같이 돌출된 힐업(20)을 누르거나 부수어, 강판을 평탄하게 하며, 이 힐업 과정에서 발생한 힐업 잔재를 공기관창(19)으로 공기를 불어 넣거나 흡입 후드로 빨아 당겨서 제거한다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치의 개략적인 구성도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치는, 강판(1)이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 장치로서,

강판(1)이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어설비,

강판(1)을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 강판(1)에 장력을 부여하는 장력 제어설비,

강판(1)을 지지하면서 지정된 강판(1)의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절설비,

레이저 빔(15)을 조사하여 강판(1)을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사설비, 및

상기 레이저 조사설비의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거설비 등을 포함할 수 있다.

상기 사행 제어설비는 상기 강판(1)의 이동 방향을 전환하기 위한 스티어링 롤(Steering Roll)(2A, 2B),

상기 스티어링 롤(Steering Roll: SR)(2A, 2B)의 축을 회전 및 이동시켜 강판(1)이 움직이는 방향을 조정하기 위한 강판 중앙위치 제어계(Strip Center Position Control System)(3), 및

상기 강판(1)의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 정도(사행량)를 측정하기 위한 사행 측정센서(4)를 포함할 수 있다.

상기 사행 제어설비는 레이저 조사에 의한 강판 표면 홈 형성 전 공정에서, 강판의 전폭에 걸쳐서 홈을 형성하기 위해 홈 형성전 사행 측정센서(4)에서 측정된 사행량에 따라 스티어링 롤(Steering Roll: SR)(2A, 2B)의 축을 회전 및 이동시켜 강판이 움직이는 방향을 조정함으로써, 상기 강판(1)의 사행량을 ±1mm 이내로 제어할 수 있다.

상기 장력 제어설비는 상기 강판(1)에 일정한 크기의 장력을 인가하면서 이동을 유도하는 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll: TBR)(5A, 5B),

상기 텐션 브라이들 롤을 통과한 상기 강판(1)의 장력을 측정하기 위한 강판 장력 측정센서(7), 및

상기 강판 장력 측정센서(7)에서 측정된 강판(1)의 장력에 따라 상기 텐션 브라이들 롤(5A, 5B)의 속도를 조정하기 위한 강판(Strip) 장력 제어계(6)를 포함할 수 있다.

상기 장력 제어설비는 1~4㎏f/㎟ 범위 내의 강판 장력으로 조업하기 위해, 강판 장력 측정센서(7)에서 측정된 강판의 장력에 따라 강판(Strip) 장력 제어계(6)에 의하여 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll: TBR)(5A, 5B)의 속도를 조정함으로써, 상기 강판(1)의 장력오차를 ±1% 이내로 제어할 수 있다.

상기 장력 제어설비를 통과한 강판의 이동방향은 강판(1)이 디플렉터 롤(Deflector Roll)(8A, 8B)에 의해 강판 지지롤(9)로 향하도록 전환된다.

상기 강판 지지롤 위치 조절설비는, 상기 레이저 조사설비 위치의 강판(1)을 지지하는 강판 지지롤(SPR)(9),

상기 레이저 조사설비에서 강판(1)에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 측정하기 위한 휘도 측정센서(10), 및

상기 휘도 측정센서(10)에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 상기 강판 지지롤(9)의 위치를 제어하기 위한 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계(11)를 포함할 수 있다.

상기 강판 지지롤 위치 조절설비는, 강판 지지롤(9)에 의하여 레이저 조사부 위치의 강판(1)을 지지하고, 레이저 강판조사 효율이 높은 초점심도(Depth of Focus)내에 강판이 위치하도록, 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기가 가장 좋은 상태가 되게 강판 지지롤(9) 위치를 조정한다. 또한, 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기는 휘도 측정센서(10)를 이용하여 측정하고 강판 지지롤 위치 제어 정밀도는 ±10㎛ 이내로 제어할 수 있다.

상기 레이저 조사설비는, 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하는 레이저 발진기 제어기(12),

연속파 레이저 빔(15)을 발진하기 위한 레이저 발진기(13), 및

상기 레이저 발진기(13)로부터 발진된 상기 레이저 빔을 강판(1) 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달하는 광학계(14)를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사설비는 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하고, 레이저 빔을 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달할 수 있다.

상기 레이저 발진기(13)는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔(15)을 발진하여 상기 광학계(14)에 전달할 수 있다.

또한, 상기 광학계(14)는 레이저 주사속도를 제어하는 기능이 있어 레이저 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정할 수 있다.

상기 힐업 제거설비는, 강판(1)의 상, 하를 지지함과 아울러 상하 간격의 조정기 가능하고, 상기 레이저 조사설비를 통과한 강판(1)이 통과될 때 그 회전과 강판과의 마찰력에 의해 강판(1)을 이동시키면서 돌출된 힐업(20)을 제거하기 위한 상,하 강판 지지롤(17A, 17B), 및

상기 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)과 강판(1) 사이의 간격을 조정하는 힐업 롤 간격 제어계(18)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 힐업 제거설비는 상기 힐업 제거설비의 힐업 제거과정에서 발생된 힐업 잔재를 공기를 불어 넣어 제거하기 위한 공기관창(19) 또는 상기 힐업 잔재를 빨아 당겨서 제거하기 위한 흡입 후드를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따라 연속파 레이저 빔에 의해 형성된 연속홈을 가진 강판에 대한 개략도이다.

도 3에서 도면부호 16은 레이저 홈 조사선을 가리킨다.

이하에서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치의 작동에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치는, 강판(1)이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록, 강판(1)이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행제어설비, 강판(1)을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 강판에 장력을 부여하는 장력 제어설비, 강판을 지지하면서 지정된 강판의 상하방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절설비, 그리고, 레이저 빔을 강판에 조사하여 강판을 용융시켜 홈을 형성하는 레이저 조사설비, 상기 레이저 조사설비의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거설비 등으로 구성된다.

그리고, 사행 제어설비는 사행 측정센서(4)에서 측정된 강판의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 사행량에 따라 강판 중앙위치 제어계(3)에 의하여 스티어링 롤(Steering Roll: SR)(2A, 2B)의 축을 회전 및 이동시켜 강판(1)이 움직이는 방향을 조정함으로써, 강판의 사행량을 1mm 이내로 제어한다.

또한, 강판의 장력은 레이저 조사설비 위치의 강판 표면 형상을 평평하게 만들게 하면서 너무 과도하여 판파단이 발생되지 않도록 1~4㎏f/㎟ 범위에서 설정된다.

그리고, 장력 제어설비는, 설정된 장력으로 조업하기 위해 강판 장력 측정센서(7)에서 측정된 강판의 장력에 따라 강판 장력 제어계(6)에 의하여 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll: TBR)(5A, 5B)의 속도를 조정함으로써, 강판(1)의 장력오차를 ±1% 이내로 되도록 제어한다.

강판 지지롤(9)은 레이저 조사설비 위치의 강판(1)을 지지하는 역할을 하고, 강판 지지롤 위치 조절설비는, 레이저 빔 강판 조사 효율이 높은 초점심도(Depth of Focus)내에 강판이 위치하도록, 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계(11)에 의하여 강판(1)에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기가 가장 좋은 상태가 되게 강판 지지롤(9)의 위치를 조정한다. 불꽃의 밝기는 휘도 측정센서(10)를 이용하여 측정하고 강판 지지롤 위치 제어 정밀도는 ±10㎛ 이내로 관리 한다.

상기와 같이 사행 제어설비, 장력 제어설비, 그리고 강판 지지롤 위치 조절설비는 레이저 조사설비에 의해 정밀하게 강판에 레이저 홈을 형성시킬 수 있게 하는 레이저 조사위치에서의 강판 조건을 만들어주는 역할을 한다. 레이저 조사위치에서의 강판은 강판 중앙위치가 생산라인 중앙위치에 있어야 하고 광학계(14)와의 거리가 설정된 값으로 유지되어야 한다.

레이저 조사설비는 레이저 발진기 제어기(12), 레이저 발진기(13), 그리고 광학계(14)로 구성된다. 강판 사행량이 과도하면, 강판이 레이저 조사위치에서 벗어나게 되어 강판 지지롤(9)에 레이저 빔이 조사되어 롤 손상이 발생된다. 롤 손상 방지를 위해 사행량이 15mm이상 발생되면 레이저 발진기 제어기에서 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 되게 한다. 레이저 빔을 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 레이저 발진기(13)와 광학계(14)는 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0J/mm² 범위내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달한다. 레이저 발진기(13)는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔을 발진하여 광학계(14)에 전달하고 광학계(14)는 레이저 빔을 강판 표면에 조사한다.

그리고, 광학계에는 레이저 주사속도를 제어하는 기능이 있어 레이저 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30mm로 조정 가능하게 함으로써 레이저 빔에 의한 열영향부 (HAZ, Heat Affected Zone)의 영향을 최소화하여 강판의 철손을 개선할 수 있다.

상기와 같이, 강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록, 본 발명의 사행 제어설비, 장력 제어설비, 그리고 강판지지롤 위치 조절설비는, 정밀하게 강판에 레이저 홈을 레이저 조사설비에 의해 형성시킬 수 있게, 레이저 조사위치에서의 강판 조건을 만들어준다. 그리고, 레이저 발진기와 광학계는, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0J/mm²범위 내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달하여, 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킨다. 또한, 광학계에는 레이저 주사속도를 제어하는 기능이 있어 레이저 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정 가능하게 한다.

그리고, 상기 레이저 조사설비의 레이저 빔 조사에 의하여 강판(1)에 레이저 홈이 형성되는 과정에서 용융철 잔재가 비산된다. 이와 같이, 비산된 용융철 잔재는 홈 모서리에 융착되어 0.1~100㎛ 크기의 힐업(20)으로 돌출된다.

상기 힐업 제거설비에서는 강판(1)의 두께 데이터를 받아 힐업 롤 간격 제어계(18)에 의하여 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)과 강판 사이의 간격을 조정한다. 그리고, 상기 레이저 조사설비를 통과한 강판을 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)로 구성된 힐업 제거설비에 통과시킨다.

상기 강판(1)이 힐업 제거설비의 상,하 강판 지지롤(17A, 17B) 사이를 통과하면서 상,하 강판 지지롤(17A, 17B)의 회전과 강판과의 마찰력에 의해 강판(1)이 이동하면서 돌출된 힐업(20)을 누르거나 부수어, 강판을 평탄하게 하며, 이 과정에서 발생한 힐업 잔재는 공기관창(19)으로 공기를 불거나 흡입 후드로 빨아 당겨서 제거한다.

[표 1]은 본 발명의 일 구현예에 따른 연속파 레이저 빔 조사에 의해 0.27mm 두께의 강판 표면에 형성된 홈에 의한 방향성 전기강판의 철손 개선율을 나타내고 있다.

철손 개선율(%)
조사후	열처리후
9.5	11.6
9.7	12.9
11.5	13.5
8.4	11.6
8.6	11.8
8.5	11.7

1: 강판
2A, 2B: 스티어링 롤(SR)
3: 강판 중앙위치 제어계(Strip Center Position Control System)
4: 사행 측정센서
5A, 5B: 텐션 브라이들 롤(TBR)
6: 강판 장력 제어계
7: 강판 장력 측정센서
8A, 8B: 디플렉터 롤(Deflector Roll)
9: 강판 지지롤
10: 휘도 측정센서
11: 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계
12: 레이저 발진기 제어기
13: 레이저 발진기
14: 광학계
15: 레이저 빔
16: 레이저 빔 홈 조사선
17A, 17B: 상,하 강판 지지롤
18: 힐업 롤 간격 제어계
19: 공기관창
20: 힐업

Claims

강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법으로서,
강판이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어단계,
상기 강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 상기 강판에 장력을 부여하는 장력 제어단계,
상기 강판을 지지하면서 지정된 상기 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절단계,
레이저 빔을 조사하여 상기 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사단계, 및
상기 레이저 조사단계의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거단계
를 포함하고,
상기 강판 지지롤 위치 조절단계는, 상기 레이저 조사단계에 위치하는 강판을 강판 지지롤로 지지하는 강판 지지단계,
상기 레이저 조사단계에서 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 휘도 측정센서로 측정하는 휘도 측정 단계, 및
상기 휘도 측정 단계에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계에 의하여 강판 지지롤의 위치를 조정하여 상기 강판 지지롤 위치 제어 정밀도를 ±10㎛ 이내로 제어하는 강판 지지롤 위치 제어단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법으로서,
강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 상기 강판에 장력을 부여하는 장력 제어단계,
상기 강판을 지지하면서 지정된 상기 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절단계,
레이저 빔을 조사하여 상기 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사단계, 및
상기 레이저 조사단계의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거단계
를 포함하고,
상기 강판 지지롤 위치 조절단계는, 상기 레이저 조사단계에 위치하는 강판을 강판 지지롤로 지지하는 강판 지지단계,
상기 레이저 조사단계에서 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 휘도 측정센서로 측정하는 휘도 측정 단계, 및
상기 휘도 측정 단계에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계에 의하여 강판 지지롤의 위치를 조정하여 상기 강판 지지롤 위치 제어 정밀도를 ±10㎛ 이내로 제어하는 강판 지지롤 위치 제어단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제1항에 있어서,
상기 사행 제어단계는, 레이저 조사에 의한 강판 표면 홈 형성 전 공정에서, 강판의 전폭에 걸쳐서 홈을 형성하기 위해 홈 형성전 상기 강판의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 사행량을 사행 측정센서에 의하여 측정하는 사행량 측정단계, 및
상기 사행량 측정단계에서 측정된 강판의 사행량에 따라 스티어링 롤(Steering Roll)의 축을 회전 및 이동시켜 강판이 움직이는 방향을 조정함으로써, 상기 강판의 사행량을 ±1mm 이내로 제어하는 사행량 제어단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 장력 제어단계는, 1~4㎏f/㎟ 범위 내의 강판 장력으로 조업하기 위해, 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll)에 의하여 상기 강판에 일정한 크기의 장력을 인가하는 강판 장력 인가단계,
상기 강판 장력 인가단계를 행한 상기 강판의 장력을 장력 측정센서에 의하여 측정하기 위한 강판 장력 측정단계, 및
상기 강판 장력 측정단계에서 측정된 강판의 장력에 따라 상기 텐션 브라이들 롤의 속도를 조정하여 상기 강판의 장력오차를 ±1% 이내로 제어하는 강판(Strip) 장력 제어단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
삭제
제4항에 있어서,
상기 레이저 조사단계는, 레이저 발진기에서 조사된 레이저 빔을 전달받은 광학계에 의하여 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 빔 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 빔 에너지 밀도를 강판에 전달하는 레이저 조사 및 에너지 전달단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제6항에 있어서,
상기 레이저 조사단계는, 레이저 발진기 제어기에 의하여 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판의 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하는 레이저 빔 발진 제어단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제4항에 있어서,
상기 장력 제어단계를 행한 후 디플렉터 롤(Deflector Roll)에 의해 강판을 강판 지지롤로 향하도록 강판의 이동 방향을 전환하는 강판 이동방향 전환 단계를 행하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제7항에 있어서,
상기 레이저 조사단계에서 레이저 발진기는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔을 발진하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제9항에 있어서,
상기 레이저 조사단계에서 광학계는 레이저 주사속도를 제어하여 레이저 빔 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 힐업 제거단계는, 강판의 상, 하를 지지하는 상,하 강판 지지롤과 강판 사이의 간격을 조정하는 롤과 강판 사이 간격 조정단계,
상기 롤과 강판 사이 간격 조정단계를 행한 후 상기 레이저 조사단계를 행한 강판을 상기 상,하 강판 지지롤로 구성된 힐업 제거설비에 통과시키는 강판 힐업 제거설비 통과단계를 포함하여 힐업을 0.1~10㎛ 이내로 제어하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제11항에 있어서,
상기 힐업 제거단계는, 상기 힐업 제거설비 통과단계의 힐업 제거과정에서 발생된 힐업 잔재를 공기관창으로 공기를 불어 넣거나 흡입 후드로 빨아 당겨서 제거하는 힐업 잔재 제거단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치로서,
강판이 생산라인 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 사행 제어설비,
강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 강판에 장력을 부여하는 장력 제어설비,
강판을 지지하면서 지정된 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절설비,
레이저 빔을 조사하여 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사설비, 및
상기 레이저 조사설비의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거설비
를 포함하고,
상기 강판 지지롤 위치 조절설비는, 상기 레이저 조사설비 위치의 강판을 지지하는 강판 지지롤(SPR),
상기 레이저 조사설비에서 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 측정하기 위한 휘도 측정센서, 및
상기 휘도 측정센서에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 상기 강판 지지롤의 위치를 제어하기 위한 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
강판이 2m/s 이상의 고속으로 진행되더라도 안정적으로 영구 자구미세화 처리를 하도록 하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치로서,
강판을 평평하게 펼쳐진 상태로 유지되게 강판에 장력을 부여하는 장력 제어설비,
강판을 지지하면서 지정된 강판의 상하 방향 위치를 제어하는 강판 지지롤 위치 조절설비,
레이저 빔을 조사하여 강판을 용융시켜 상기 강판의 표면에 홈을 형성하는 레이저 조사설비, 및
상기 레이저 조사설비의 레이저 빔 조사에 의하여 강판의 홈 모서리에 형성되는 힐업을 제거하는 힐업 제거설비
를 포함하고,
상기 강판 지지롤 위치 조절설비는, 상기 레이저 조사설비 위치의 강판을 지지하는 강판 지지롤(SPR),
상기 레이저 조사설비에서 강판에 레이저 조사 시 발생하는 불꽃의 밝기를 측정하기 위한 휘도 측정센서, 및
상기 휘도 측정센서에서 측정된 불꽃의 밝기에 따라 상기 강판 지지롤의 위치를 제어하기 위한 강판 지지롤(SPR) 위치 제어계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제13항에 있어서,
상기 사행 제어설비는 상기 강판의 이동 방향을 전환하기 위한 스티어링 롤(Steering Roll),
상기 스티어링 롤의 축을 회전 및 이동시켜 강판이 움직이는 방향을 조정하기 위한 강판 중앙위치 제어계(Strip Center Position Control System), 및
상기 강판의 폭 중앙위치가 생산라인 중앙에서 벗어난 정도(사행량)를 측정하기 위한 사행 측정센서를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 장력 제어설비는 상기 강판에 일정한 크기의 장력을 인가하면서 이동을 유도하는 텐션 브라이들 롤(Tension Bridle Roll),
상기 텐션 브라이들 롤을 통과한 상기 강판의 장력을 측정하기 위한 강판 장력 측정센서, 및
상기 강판 장력 측정센서에서 측정된 강판의 장력에 따라 상기 텐션 브라이들 롤의 속도를 조정하기 위한 강판(Strip) 장력 제어계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
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제16항에 있어서,
상기 레이저 조사설비는, 연속파 레이저 빔을 발진하기 위한 레이저 발진기,
상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저 빔을 강판 표면에 조사하여 상부폭, 하부폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30㎛의 홈을 형성시킴과 동시에 레이저 조사 시 용융부의 홈 내부 벽면에 잔류시키는 재응고부가 생성되도록, 강판의 용융에 필요한 1.0~5.0 J/mm² 범위내의 레이저 에너지 밀도를 강판에 전달하는 광학계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제18항에 있어서,
상기 레이저 조사설비는, 정상적인 작업조건 하에서는 레이저 발진기를 온(On) 상태로 하고 강판 사행량이 15mm 이상 발생되면 레이저 발진기를 오프(Off) 상태로 제어하는 레이저 발진기 제어기를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제16항에 있어서,
상기 장력 제어설비를 통과한 강판의 이동방향은 강판이 디플렉터 롤(Deflector Roll)에 의해 강판 지지롤로 향하도록 전환되는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제19항에 있어서,
상기 레이저 발진기는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔을 발진하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제21항에 있어서,
상기 광학계는 레이저 주사속도를 제어하여 레이저 조사선의 간격을 압연방향으로 2~30 mm로 조정하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 힐업 제거설비는, 상기 레이저 조사설비를 통과한 강판이 통과될 때 그 회전과 강판과의 마찰력에 의해 강판을 이동시키면서 돌출된 힐업을 제거하기 위한 상,하 강판 지지롤, 및
상기 상,하 강판 지지롤과 강판 사이의 간격을 조정하는 힐업 롤 간격 제어계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제23항에 있어서,
상기 힐업 제거설비는 상기 힐업 제거설비의 힐업 제거과정에서 발생된 힐업 잔재를 공기를 불어 넣어 제거하기 위한 공기관창 또는 상기 힐업 잔재를 빨아 당겨서 제거하기 위한 흡입 후드를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.