KR20120073914A - 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법 - Google Patents

방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방향성 전기강판의 자구미세화에 관한 것으로, 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생부와; 상기 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔의 방향을 전환하여 방향성 전기강판의 표면에 조사되도록 하는 광학수단과; 상기 광학수단에 의해 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 접촉되어 장력을 부여하도록 된 서포트롤;을 포함하여 구성되는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치, 및 레이저 빔을 표면에 조사하여 자구를 미세화하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법에 있어서, 서포트롤을 이용하여 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 장력을 부여하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법을 제공한다. 따라서 본 발명에 의하면 레이저 자구미세화 처리시 서포트롤을 이용하여 강판에 적정 장력을 인가함으로써 자속밀도의 열화를 방지하면서 우수한 철손 개선 효과를 얻을 수 있으며, 방향성 전기강판의 두께에 따라 레이저 빔의 형상을 자동으로 변경시킴으로써 가변 및 고속의 온-라인에서도 연속적으로 자구미세화 전기강판을 생산할 수 있다.

Description

방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법{Apparatus and method for refining magnetic domain of a grain-oriented electrical steel sheets}
본 발명은 변압기에서 권선에 인가되는 전압에 의하여 형성된 자장의 이동경로로 이용되는 철심 등에 사용되는 방향성 전기강판의 자구미세화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방향성 전기강판의 레이저 조사부위에 장력을 인가하여 자구미세화 효과를 극대화하고, 온-라인 자구 미세화가 가능한 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법에 관한 것이다.
방향성 전기강판은 압연방향과 평행한 {110}<001>방위의 이차재결정 집합조직을 나타내는 실리콘강(Si-Steel)으로, 그 기본 개념은 미국특허 1965559에서 고스(N.P. Goss)에 의해 처음으로 제시된 이래, 철손 특성 향상을 위해 많은 연구자들에 의해 새로운 제조방법이 발명되어 소개되고 있다.
자구미세화는 이와 같은 방향성 전기강판의 철손을 낮추기 위한 기술중의 하나로서, 강판 표면에 레이저를 조사하거나 자구미세화롤을 이용한 기계적 방법에 의하여 압연 수직 방향으로 자구를 미세화하도록 하는 기술이다.
자구미세화 기술중에서 레이저를 강판 표면에 조사하는 기술은, 연속파(CW; Continous Wave) CO2 레이저, 펄스형(Pulse) CO2 레이저, 고체 YAG 혹은 Fiber 레이저 등의 수단에 의하여 레이저를 강판 표면에 레이저를 조사하고 있다. 그 중에서 연속파 CO2 레이저는 펄스형 CO2 레이저에 비해 유지 보수 비용이 낮고, 초점심도가 커서 온-라인(On-line)으로 레이저 조사를 실시하는데 유리한 잇점을 갖고 있으나, 변속 및 고속의 온-라인 자구미세화에 있어서는 레이저 조사시 강판의 흔들림으로 인해 강판 표면에 조사되는 레이저 빔의 균일성을 확보하기 어렵다.
따라서 강판 표면에 조사되는 레이저 인입에너지의 균일성을 확보하여 절연코팅층의 손상과 자속밀도의 열화를 방지할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
또한 방향성 전기강판의 자구 미세화에 있어 강판의 두께에 따라 자구미세화 효과가 극대화되는 레이저 빔의 형상에는 차이가 있다. 그러나 강판의 두께 변화시마다 레이저 빔의 형상을 변경하기 위한 빔 형상 미러(Beam Shaping Mirror)를 교체하기 위하여 자구 미세화 공정을 일시적으로 중단하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 레이저 자구미세화 처리시 서포트롤을 이용하여 강판의 레이저 조사부위에 장력을 인가함으로써 자구 미세화 효과를 극대화할 수 있는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 방향성 전기강판의 두께에 따라 레이저 빔의 형상을 자동으로 변경시킴으로써 가변 및 고속의 온-라인에서도 연속적으로 자구미세화 전기강판을 생산할 수 있는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법을 제공하는 것에도 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는, 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생부와; 상기 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔의 방향을 전환하여 방향성 전기강판의 표면에 조사되도록 하는 광학수단과; 상기 광학수단에 의해 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 접촉되어 장력을 부여하도록 된 서포트롤;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 서포트롤은 방향성 전기강판의 레이저 빔이 조사되는 조사부의 반대측 면에 접촉되어 방향성 전기강판에 0.1~20kgf/mm2의 장력을 인가하는 것에 특징이 있다.
본 발명의 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는, 상기 서포트롤을 회전가능하도록 지지하는 베어링블록을 승강 혹은 하강시켜 장력을 조정하도록 된 구동부를 더 포함하여 구성되는 것에도 특징이 있다.
상기 광학수단은 상기 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔의 형상을 변화시키는 복수개의 빔 형상 미러와; 상기 방향성 전기강판의 두께에 따라 복수개의 빔 형상 미러중에서 어느 하나가 선택되도록 자동으로 조정하는 미러조정부;를 포함하여 구성되는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명의 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 레이저 빔을 표면에 조사하여 자구를 미세화하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법에 있어서, 서포트롤을 방향성 전기강판에 접촉시켜 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 장력을 부여하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 상기 서포트롤을 방향성 전기강판의 레이저 빔이 조사되는 조사부의 반대측 면에 접촉시켜 장력을 부여함으로써 방향성 전기강판에 0.1~20kgf/mm2의 장력을 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은, 강판의 길이방향으로 레이저 빔의 폭의 0.2배 이상의 영역에서 인장응력이 0.1~20kgf/mm2 가 되도록 하고, 레이저 빔에 의한 조사선 하부의 두께 방향으로 강판 두께의 0.1배 이상의 영역에서 압축응력이 0.1~30kgf/mm2 가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 자구미세화 방법은 상기 방향성 전기강판의 두께에 따라 복수개의 빔 형상 미러중에서 어느 하나가 선택되도록 자동으로 조정하는 것에도 특징이 있다.
상기 자구미세화 방법은 레이저 빔에 의하여 강판 표면에 형성된 조사선간의 간격이 3.0~10.0mm가 되도록 하고, 레이저의 인입에너지는 4000~6700mJ이 되도록 강판 표면에 레이저 빔을 조사하는 것에도 그 특징이 있다.
상기 자구미세화 방법은 자구미세화 전과 대비하여 자속밀도의 열화가 없도록 하고, 철손 개선율은 10% 이상이 되도록 하는 것에도 특징이 있다.
본 발명에 의하면 레이저 자구미세화 처리시 서포트롤을 접촉하여 강판에 장력을 인가함으로써 강판 표면에 조사되는 레이저 빔의 균일성을 확보하여 자구미세화 효과를 극대화할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 방향성 전기강판의 두께에 따라 레이저 빔의 형상을 자동으로 변경시킴으로써 가변 및 고속의 온-라인에서도 연속적으로 자구미세화 전기강판을 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치를 구성하는 서포트롤을 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치를 구성하는 서포트롤과, 구동부를 나타낸 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 방법에 의하여 강판 표면에 조사되는 레이저 빔의 형상을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명의 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 각각의 구성요소를 기술하기 위하여 설명되었지만, 각각의 구성요소는 이 같은 용어들에 의하여 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 소정의 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다.
도면들에 있어서, 각각의 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되게 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
가속 및 변속의 온-라인상으로 방향성 전기강판 자구미세화 제품을 생산함에 있어서는 자구미세화후에 자속밀도가 열화되고 철손 개선율이 낮은 문제가 있는데, 본 발명자는 그 이유를 강판 표면에 레이저가 조사되는 조사부에서의 강판의 진동으로 인해 레이저의 인입 에너지가 불균일해지기 때문인 것으로 생각하였다. 이에 본 발명자는 레이저가 조사되는 조사부에서의 레이저 인입 에너지를 균일화하기 위한 연구를 거듭한 결과, 레이저 빔이 조사되는 레이저 조사부의 반대편 강판 하부측에 서포트롤(support roll)을 설치하고, 서포트롤에 의하여 강판에 적정 수준의 장력을 인가하여 레이저 조사부에서의 강판의 두께 방향 떨림을 최소화함으로써 레이저 인입에너지를 균일화할 수 있으며, 그에 따라 자속밀도가 열화되는 일 없이 철손 개선율을 10%이상으로 향상되는 것으로 조사되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치를 구성하는 서포트롤을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생부(10)와, 상기 레이저 발생부(10)로부터 발생된 레이저 빔의 방향을 전환하여 방향성 전기강판(50)의 표면에 조사되도록 하는 광학수단(20)과, 상기 광학수단(20)에 의해 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 장력을 부여하도록 된 서포트롤(30)을 포함하여 구성된다.
레이저 발생부(10)로부터 출사된 레이저 빔은 광학수단(20)에 의해 방향이 전환되어 방향성 전기강판(50)의 표면에 조사되고, 이에 의해 방향성 전기강판의 자구 미세화가 이루어진다.
서포트롤(30)은 방향성 전기강판의 레이저 빔(a)이 조사되는 레이저 조사부의 반대면에 접촉되어 전기강판에 장력을 부여하도록 구성된다. 본 발명의 실시예에서 서포트롤(30)은 두 개로 구성되어 있다. 강판의 폭을 벗어난 레이저 빔으로 인해 설비가 손상되는 것을 방지하도록 서포트롤(30)의 사이에는 업소버(absorber)(40)가 설치된다. 서포트롤(30)은 방향성 전기강판에 0.1~20kgf/mm2의 장력을 인가함으로써 강판의 떨림을 방지하고, 레이저의 인입에너지가 강판 폭방향으로 균일해지도록 한다. 서포트롤(30)에 의한 강판의 장력이 0.1kgf/mm2 미만인 조건에서는 레이저 인입 에너지를 균일화하는 효과를 얻기 어렵고, 서포트롤(30)에 의한 강판의 장력이 20kgf/mm2 을 초과하면 강판의 파단 및 변형을 발생시키는 문제가 발생하므로, 서포트롤(30)에 의한 강판의 장력은 0.1~20kgf/mm2 이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 장치를 구성하는 서포트롤과, 구동부를 나타낸 정면도이다. 도시와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자구미세화 장치는 서포트롤(30)을 회전가능하도록 지지하는 베어링블록(61)을 승강 혹은 하강시켜 장력을 조정하도록 된 구동부(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
서포트롤(30)의 양측단부에는 회전축(31)이 돌출되어 있고, 회전축(31)은 지지프레임(62)에 고정된 베어링블록(61)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 베어링블록(61)은 모터(63)와 연동된 구동축(64)에 연결되어 모터(63)의 작동에 의하여 지지프레임(62) 일측에 형성된 LM 가이드를 따라 승강 혹은 하강된다. 모터(63)의 회전량은 엔코더(65)에 의해 검출함으로써 베어링블록(61)의 승하강 높이 조절이 가능하다. 모터(63)는 정밀 제어가 가능한 스텝모터(STEP MOTER)로 구성될 수 있다. 상기 업소버(40)는 양측 단부가 각각 지지프레임(62)에 고정되어 레이저가 조사되는 방향을 따라 두 개의 서포트롤(30) 사이에 설치된다.
상기 레이저 발생부(10)는 연속파 CO2 레이저, 펄스형(Pulse) CO2 레이저, 고체 YAG 혹은 Fiber 레이저 등, 레이저 빔의 발생이 가능한 것이라면 어떠한 종류의 것이든 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 레이저 발생부(10)으로부터 출사되는 레이저 빔의 파형 역시 특별히 제한되지 않는다. 레이저의 출력 강도는 철손 개선율이 양호하면서도 강판 표면의 코팅층이 증발하지 않는 적정 범위로 조절한다.
상기 연속파 CO2 레이저는 유지 보수 비용이 낮고, 절연 코팅층의 손상을 방지하는데 유리한 잇점을 갖고 있어 바람직하게 사용될 수 있다. 종래에는 연속파 CO2 레이저를 가속 및 변속의 고속 온-라인에 적용하는 경우 레이저 조사시 강판의 흔들림으로 인해 강판 표면에 조사되는 레이저 빔의 균일성을 확보하기 어려운 문제가 있었으나, 본 발명은 서포트롤을 레이저 조사부 반대측의 강판면에 접촉하여 장력을 부여함으로써 가속 및 변속의 고속 온-라인에서도 강판의 흔들림을 방지할 수 있어 연속파 CO2 레이저를 강판에 조사하여 온-라인 자구 미세화하는 경우에 있어서도 레이저 빔의 균일성을 확보하여 자구미세화 효과를 극대화하게 된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 광학수단(20)은 레이저 발생부(10)로부터 출사된 레이저 빔의 형상을 변화시키면서 방향을 전환하는 빔 형상 미러(21)와, 빔 형상 미러(21)에 의해 형상이 변화된 레이저 빔을 반사하여 방향을 전환하는 반사미러(22), 소정의 속도로 회전하면서 반사미러(22)에 의해 반사되는 레이저 빔을 반사하도록 된 폴리곤 미러(23), 폴리곤 미러(23)에 의해 반사된 레이저 빔을 전송받아 방향성 전기강판의 표면으로 입사시키는 스캐닝 미러(24)로 구성된다.
상기 빔 형상 미러(21)는 원형의 레이저 빔을 타원형으로 변화시키는 곡면상의 토로이드 미러(toroidal mirror)나 실린더 미러(sylinderical mirror), 그 밖의 레이저 빔의 형상을 변화시키는 미러로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서 빔 형상 미러(21)는 제1 빔 형상 미러(21a)와, 제2 빔 형상 미러(21b)의 2개가 구비되어 있다.
본 발명은 방향성 전기강판을 온라인(On-line)상으로 자구미세화하기 위하여 방향성 전기강판의 두께 변화에 따라 선택적으로 자구미세화에 적합한 레이저 빔의 형상을 갖도록 빔 형상 미러를 자동으로 변경할 수 있도록 구성되며, 이를 위해 상기 제1 빔 형상 미러(21a)와, 제2 빔 형상 미러(21b)중에서 어느 하나를 선택하기 위한 미러조정부(25)가 구비된다.
상기 미러조정부(25)는 구동모터(26)와, 구동모터(26)의 구동축과 연결된 이동프레임(27)으로 구성되며, 이동프레임(27)상의 정해진 위치에는 제1 빔 형상 미러(21a)와, 제2 빔 형상 미러(21b)가 고정되어 있다.
따라서 온-라인으로 자구미세화하는 과정에서 방향성 전기강판의 두께가 변화되는 경우, 변화된 두께에 따라 구동모터(26)가 구동되고 이에 따라 이동프레임(27)의 위치가 정밀하게 이동되어 적정한 레이저 빔의 형상으로 변화시키는데 필요한 해당 빔 형상 미러로 전환된다. 따라서 방향성 전기강판의 두께에 따라 복수개의 빔 형상 미러(Beam Shaping Mirror)중 적합한 것이 자동으로 선택되므로 빔 형상 미러의 교체를 위해 자구미세화를 중단할 필요가 없으며 온-라인으로 자구미세화가 가능하다.
두께 0.27mm 이하의 박물 방향성 전기강판을 자구 미세화함에 있어서는 레이저 빔에 의해 강판 표면상에 형성된 조사선(b)간 간격은 압연 방향으로 3~10mm가 되도록 하고, 강판 폭 방향으로 400mm 이상의 연속된 조사선을 형성함이 바람직하다. 조사선간 간격을 3mm 미만으로 형성하면 레이저에 의한 열영향으로 자속밀도 및 철손 특성이 열위되는 문제가 있고, 조사선간 간격을 10mm보다 크게 형성하면 2차 재결정립 직경보다 클 수 있기 때문에 자구미세화 효과가 나타나지 않게 된다. 조사선 간격은 폴리곤 미러의 회전 속도를 변화시킴으로써 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구미세화 방법에 의하여 강판 표면에 조사되는 레이저 빔의 형상을 나타낸 개략도이다.
빔 형상 미러에 의하여 레이저 빔의 폭(W)은 0.10~0.20mm로 조정이 가능하며, 레이저 빔의 길이(L)는 5~15mm로 조정이 가능하다. 강판에 조사되는 레이저 빔의 형태는 타원(Oval) 형태를 갖도록 하며, 레이저 빔의 조사가 타원의 장축 방향으로 이루어지도록 함이 바람직하다. 이는 레이저 조사속도를 향상하여 강판의 빠른 라인 속도에 대응하도록 하기 위해서이다.
레이저 조사 빔의 폭을 W로 할 때, 레이저 빔의 조사에 의하여 강판 표면에서 0.2×W 이상의 영역에 0.1~20kgf/mm2 의 인장응력을 인가하는 것이 바람직한데, 그 이유는 레이저 조사선의 직각방향(압연방향)으로 인장응력을 최대화할 수 있기 때문이다.
또한 강판의 두께를 t로 할 때, 강판의 두께 방향으로 t×0.1 이상의 영역에 0.1~30kgf/mm2 의 압축응력을 인가하는 것이 바람직하다. 그 이유는 두께 방향으로 압축응력 인가 시 길이 방향의 인장응력을 최대화할 수 있기 때문에 180°자구를 미세화할 수 있기 때문이다.
도 1에는 하나의 레이저 발생부(10)와, 광학수단(20)에 의하여 강판의 전 폭에 걸쳐 자구미세화를 실시하는 것으로 도시되었으나, 강판의 폭에 걸쳐 복수개의 영역으로 분할하여 조사선을 부여하도록 복수개의 레이저 발생부(10)와, 광학수단(20)으로 구성할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명은 자구 미세화를 위한 레이저 빔의 조사시 서포트롤(Support Roll)을 이동하여 강판의 레이저 조사부 반대측 면에 접촉시킴으로써 강판에 0.1~20kgf/mm2의 장력을 인가함으로써 자구 미세화 효과를 극대화할 수 있다. 또한 강판의 두께에 따라 자동조정에 의하여 필요한 빔 형상 미러를 배치함으로써 가변 및 변속의 고속 온-라인상으로 자구 미세화를 수행할 수 있으며, 강판의 이송속도가 300mpm 이상인 경우에 있어서도 자구 미세화가 가능하다. 따라서 강판의 두께가 변화되는 경우에 있어서도 빔 형상 미러의 교체를 위해 공정을 중단할 필요 없이 연속으로 자구 미세화가 가능하다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
연속파 CO 2 레이저로부터 출사된 레이저 빔을 0.23mm와 0.27mm 두께의 박물 방향성 전기강판의 표면에 조사하여 자구미세화를 실시하였다. 일부에 대하여는 서포트롤을 레이저 조사부 반대측 면에 접촉하여 강판에 장력을 부여하였다. 자구미세화에 의한 조사선 간격은 4.6, 5.0mm로 하였다. 각각에 대한 자구미세화 전과 후의 철손과 자속밀도, 레이저 조사응력을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 자구미세화시 레이저 빔의 인입에너지는 4000~6700mJ 범위내로 조절하였다.
두께
(mm)		 레이저 조사조건 철손(W17/50)/
자속밀도(B8)		 철손
개선율
(%)		 레이저 조사 응력
(Kgf/mm2)		 On-line
적용		 비고
장력 빔 형상
(폭×길이,mm)		 자구미세화 전 자구미세화 후 압연방향 두께방향
0.23 인가 0.15x6.0 0.87/1.92 0.74/1.92 14.0 18 -16 가능 발명예
인가 0.15x10 0.86/1.93 0.72/1.93 15.3 16 -18 가능 발명예
무인가 0.15x6.0 0.87/1.92 0.77/1.90 10.5 0.3 -8 불가 비교예
무인가 0.15x10 0.86/1.92 0.76/1.89 11.6 2 -6 불가 비교예
0.27 인가 0.15x6.0 0.94/1.92 0.83/1.92 11.7 10 -11 가능 발명예
인가 0.15x10 0.96/1.92 0.81/1.91 12.0 15 -14 가능 발명예
무인가 0.15x6.0 0.95/1.91 0.87/1.89 8.4 1 -7 불가 비교예
무인가 0.15x10 0.93/1.92 0.86/1.90 7.3 0.1 -4 불가 비교예
서포트롤에 의하여 장력을 부여한 발명예는 자구미세화 후 자속밀도가 열화되지 않았으며, 철손 개선율이 10% 이상으로 우수하였다. 반면 서포트롤에 의하여 장력을 부여하지 않은 비교예는 자구미세화후 자속밀도가 열화되었으며, 철손 개선율이 10% 미만으로 낮았다.
연속파 CO 2 레이저로부터 출사된 레이저 빔을 0.23mm 두께의 박물 방향성 전기강판의 표면에 조사하여 자구미세화를 실시하였다. 이때 서포트롤을 레이저 조사부 반대측 면에 접촉하여 강판에 5Kgf/mm2 의 장력을 부여하였으며, 조사선 간격과 레이저 인입 에너지를 여러 가지의 값으로 변화하였다. 각각에 대한 자구미세화 전과 후의 철손과 자속밀도, 레이저 조사응력을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
구분 조사선
간격(mm)		 레이저인입
에너지(mJ)		 레이저 조사 응력
(Kgf/mm2)		 철손(W17/50) /
자속밀도(B8)		 철손
개선율
(%)		 비고
압연방향 두께방향 자구미세화 전 자구미세화 후
1 2 6000 5 -19 0.87/1.92 0.90/1.89 -3.3 비교예
2 4 5000 15 -17 0.86/1.92 0.73/1.92 15.1 발명예
3 6 3500 3 -4 0.87/1.91 0.84/1.89 3.4 비교예
4 6 4500 13 -17 0.86/1.92 0.76/1.92 11.6 발명예
5 8 7500 6 -7 0.86/1.91 0.82/1.89 4.7 비교예
6 8 5000 10 -14 0.87/1.92 0.74/1.92 14.9 발명예
7 12 6000 0.2 -2 0.86/1.91 0.87/1.90 -1.2 비교예
표 2의 결과로부터, 박물 방향성 전기강판의 자구 미세화시, 조사선 간격을 3~10mm로 하고, 레이저 인입 에너지를 4000~6700mJ로 제어한 경우 압연방향의 레이저 조사 응력이 0.1~20Kgf/mm2 으로 부여되고, 두께방향의 레이저 조사 응력이 0.1~30Kgf/mm2 으로 부여되어 자속밀도가 열화되지 않으며, 10% 이상의 높은 철손 개선율이 확보되는 것을 확인할 수 있다.
10: 레이저 발생부 20: 광학수단 21: 빔 형상 미러
22: 반사미러 23: 폴리곤 미러 24: 스캐닝 미러
25: 미러조정부 26: 구동모터 27: 이동프레임
30: 서포트롤 31: 회전축 40: 업소버
60: 구동부 61: 베어링블록 62: 지지프레임
63: 모터 64: 구동축 65: 엔코더

Claims (13)

  1. 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생부와;
    상기 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔의 방향을 전환하여 방향성 전기강판의 표면에 조사되도록 하는 광학수단; 및
    상기 광학수단에 의해 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 접촉되어 장력을 부여하도록 된 서포트롤;
    을 포함하여 구성되는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트롤은 방향성 전기강판의 레이저 빔이 조사되는 조사부의 반대측 면에 접촉되어 장력을 부여하도록 구성되는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 서포트롤은 상기 방향성 전기강판에 0.1~20kgf/mm2의 장력을 인가하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 서포트롤을 회전가능하도록 지지하는 베어링블록을 승강 혹은 하강시켜 장력을 조정하도록 된 구동부;
    를 더 포함하여 구성되는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 광학수단은,
    상기 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔의 형상을 변화시키는 복수개의 빔 형상 미러와; 상기 방향성 전기강판의 두께에 따라 복수개의 빔 형상 미러중에서 어느 하나가 선택되도록 자동으로 조정하는 미러조정부;를 포함하여 구성되는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  6. 레이저 빔을 표면에 조사하여 자구를 미세화하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법에 있어서,
    서포트롤을 방향성 전기강판에 접촉하여 레이저 빔이 조사되는 방향성 전기강판에 장력을 부여하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 서포트롤을 방향성 전기강판의 레이저 빔이 조사되는 조사부의 반대측 면에 접촉하여 장력을 부여하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    서포트롤을 접촉하여 방향성 전기강판에 0.1~20kgf/mm2의 장력을 인가하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    강판의 길이방향으로 레이저 빔의 폭의 0.2배 이상의 영역에서 인장응력이 0.1~20kgf/mm2 이 되도록 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  10. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    레이저 빔에 의한 조사선 하부의 두께 방향으로 강판 두께의 0.1배 이상의 영역에서 압축응력이 0.1~30kgf/mm2 이 되도록 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  11. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 자구미세화 방법은,
    상기 방향성 전기강판의 두께에 따라 복수개의 빔 형상 미러중에서 어느 하나가 선택되도록 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  12. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    레이저 빔에 의하여 강판 표면에 형성된 조사선간의 간격이 3~10mm가 되도록 하고, 레이저의 인입에너지는 4000~6700mJ이 되도록 강판 표면에 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  13. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    자구미세화 전과 대비하여 자속밀도의 열화가 없고, 철손 개선율은 10% 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
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