KR20160053712A - 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치 - Google Patents

방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치를 포함한다.

Description

방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치{METHOD FOR REFINING MAGNETIC DOMAIN OF ORIENTED ELECTRICAL STEEL, AND THE DEVOCE}
본 발명은 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 조사로 표면에 열충격을 인가함으로써 압연방향의 장력인가로 철손을 개선시키는 일시 자구미세화방법과, 레이저 조사로 표면에 10~30㎛ 깊이의 홈을 형성시키는 레이저 영구 자구미세화방법에 있어, 파장이 짧은 레이저(1.05~1.08㎛ 파장)를 이용하여 고속의 라인 스피드(Line speed)(0.17~4.2m/s)에 적용함에도 불구하고 폭 방향의 철손 개선율 편차를 최소화하고 자속밀도의 감소를 극력 억제할 수 있는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방향성 전기강판은 압연방향으로 자화용이축인 <100> 집합조직을 발달시킴으로써 변압기 등의 전기기기의 에너지 변환용 철심재료로 사용된다. 방향성 전기강판은 열연, 냉연과 소둔 공정을 통해 압연방향으로 {110}<001> 방향으로 배향된 집합조직(일명 “Goss Texture” 라고도 함)을 갖고 있는 재료를 말한다. 이러한 방향성 전기강판에 있어서 {110}<001> 방향은 철의 자화용이축 방향으로 배향된 정도가 높을수록 자기적 특성이 우수하다.
방향성 전기강판의 철손 특성을 향상시키기 위해 강판 내 자구 폭을 감소 시키는 여러 가지 방법을 적용하고 있다. 자구미세화 방법은 응력제거 소둔 열처리 후 철손 개선 효과 유지 유?무에 따라 일시 자구미세화 방법과 영구 자구미세화 방법으로 구분할 수 있으며, 응력제거 소둔 열처리 후 자구미세화 효과를 유지할 수 있는 특징을 갖고 있는 방법을 영구 자구미세화 방법이라 한다.
열처리 후에도 철손 개선 효과를 유지하는 특징을 갖는 영구 자구미세화 방법은 에칭법, 롤법 및 레이저법으로 구분할 수 있다. 에칭법은 용액 내에서 산용액에서 전기화학적인 부식 반응에 의해 강판 표면에 홈을 형성시키기 때문에 홈 형상 제어가 어렵고, 강판을 생산하는 중간 공정(탈탄 소둔, 고온 소둔 전)에서 홈을 형성시키기 때문에 최종 제품의 철손 특성의 보증이 어려우며 산용액을 사용하기 때문에 환경 친화적이지 못한 단점을 갖고 있다.
롤에 의한 영구 자구미세화 방법은 롤에 돌기 모양을 가공하여 가압법에 의해 강판의 표면에 일정한 폭과 깊이를 갖는 홈을 형성하고, 홈 형성 후 강판을 소둔함으로써 홈 하부의 재결정을 발생시킴으로써 자구미세화시키는 기술로서 기계 가공에 대한 안정성, 두께에 따른 안정적인 철손 확보를 얻기 힘든 신뢰성 및 프로세스가 복잡하며, 홈 형성 직후(응력완화 소둔 열처리 전) 철손과 자속밀도 특성이 열화되는 단점을 갖고 있다.
Q-switch, 펄스 레이저 조사에 의한 홈 형성 영구 자구미세화 방법은 열처리 전 자구미세화 효과를 확보할 수 없을 뿐 아니라, 연속파 레이저 조사에 의한 홈 형성법과 비교했을 때 자속밀도 열화율은 높게 나타나는 단점이 있다. 레이저 파장이 짧은 1.05~1.08㎛의 펄스 및 연속파 레이저 조사로 폭 방향 홈 깊이 균일도를 확보하기 위해서는 싱글(single) 및 멀티-모드(multi-mode) 레이저에서 초점심도를 정밀하게 제어하는 것이 필요하다. 여기서, 초점심도란 레이저의 레일리(Rayleigh) 거리(최소 빔 직경의
Figure pat00001
배 되는 지점의 거리)의 2배 되는 지점으로써, 초점심도가 감소할수록 폭 방향의 홈 깊이를 균일하게 제어하는 것이 어렵다는 것을 의미한다. 따라서, 폭 방향으로 홈 깊이 편차를 15% 이내로 유지하는 고속 라인 스피드(Line speed)에 대응 하기 위해서는 레이저의 초점심도를 정밀하게 제어하는 것이 필요하다.
예를 들면, 파장 1.07㎛, Multi-mode의 M2값 6.0이고 입사빔 직경 20mm, 초점거리가 150mm인 경우 초점심도(Depth of focus)는 0.9mm이다.
표면에 열충력을 인가함으로써 응력완화 소둔 열처리 후 자구미세화 효과가 소멸되는 자구미세화 방법은 볼, 전자빔, 플라즈마 및 레이저를 널리 사용하고 있다. 레이저 이용 일시 자구미세화 방법은 초기 파장이 긴(10.4~10.6㎛) CO2 레이저를 이용하고 있으나, 점차 파장이 짧은 (1.05~1.08㎛) 고체 레이저를 응용하려는 연구가 많이 진행될 것으로 예상된다. 파장이 비교적 짧은 고체 레이저는 강판에 형성되는 최종 빔을 비교적 작게 형성시킬 수 있으며(do∝ λ, d: 강판에 형성되는 최종 빔 직경, λ: 레이저의 발진 파장), 동일 레이저 출력범위에서 에너지 밀도를 높이고 강판 압연방향의 열영향을 최소화할 수 있기 때문에 자속밀도 열화을 극력 억제하고 철손 개선율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 전술한 파장이 비교적 짧은 (1.05~1.08㎛) 레이저를 이용할 경우 폭 방향의 열충격 불균일성으로 인해 균일한 철손 개선율을 확보하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 레이저 조사로 표면에 열충격을 인가함으로써 압연방향의 장력인가로 철손을 개선시키는 일시 자구미세화방법과, 레이저 조사로 표면에 10~30㎛ 깊이의 홈을 형성시키는 레이저 영구 자구미세화방법에 있어, 파장이 짧은 레이저(1.05~1.08㎛ 파장)를 이용하여 고속의 라인 스피드(Line speed)(0.17~4.2m/s)에 적용함에도 불구하고 폭 방향의 철손 개선율 편차를 최소화하고 자속밀도의 감소를 극력 억제할 수 있는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치가 제공될 수 있다.
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제롤을 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 장치는 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판 진동을 억제하면서 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하기 위한 좌, 우 구동롤을 포함하거나,
상기 레이저 조사부 하측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 하측 강판 진동을 억제하면서 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하기 위하여 상기 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 장치는 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤의 하부에 배치되고, 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 지지하기 위한 하부 지지롤을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 2차 재결정 형성 후 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 기지부의 용융을 동반하지 않으면서 강판 압연 방향에 대해 ±82~±98°로 레이저를 조사함으로써 표면 열충격으로 강판 길이방향으로 인장응력을 극대화하고자 하는 경우, 강판 폭 방향 열충격에 의한 철손개선율 편차를 3% 이내 확보하기 위하여, 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치, 및
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제롤을 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치가 제공될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법이 제공될 수 있다.
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제 단계롤 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 단계는, 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판 진동을 억제하면서 좌, 우 구동롤의 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하는 레이저 조사부 좌,우측 강판 장력 인가 단계를 포함하거나,
상기 레이저 조사부 하측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 하측 강판 진동을 억제하면서 구동롤의 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하는 레이저 조사부 하측 강판 장력 인가 단계를 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 단계는 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 지지하기 위한 구동롤 지지 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 2차 재결정 형성 후 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 기지부의 용융을 동반하지 않으면서 강판 압연 방향에 대해 ±82~±98°로 레이저를 조사함으로써 표면 열충격으로 강판 길이방향으로 인장응력을 극대화하고자 하는 경우, 강판 폭 방향 열충격에 의한 철손개선율 편차를 3% 이내 확보하기 위하여,
강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 단계, 및
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제 단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법이 제공될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 레이저 조사로 표면에 열충격을 인가함으로써 압연방향의 장력인가로 철손을 개선시키는 일시 자구미세화방법과, 레이저 조사로 표면에 10~30㎛ 깊이의 홈을 형성시키는 레이저 영구 자구미세화방법에 있어, 파장이 짧은 레이저(1.05~1.08㎛ 파장)를 이용하여 고속의 라인 스피드(Line speed)(0.17~4.2m/s)에 적용함에도 불구하고 폭 방향의 철손 개선율 편차를 최소화하고 자속밀도의 감소를 극력 억제함으로써, 레이저에 의한 압연방향 열충격 극대화와 폭 방향 철손 개선율 편차 억제 및 폭 방향 홈 깊이 편차를 15% 이내로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치의 진동 억제롤(220)의 미사용시(a)와 사용시(b)의 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 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 실시예를 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.
본 발명은 레이저 조사로 표면에 열충격을 인가함으로써 압연방향의 장력인가로 철손을 개선시키는 일시 자구미세화방법과, 레이저 조사로 표면에 10~30㎛ 깊이의 홈을 형성시키는 레이저 영구 자구미세화방법에 있어, 파장이 짧은 레이저(1.05~1.08㎛ 파장)를 이용하여 고속의 라인 스피드(Line speed)(0.17~4.2m/s)에 적용함에도 불구하고 폭 방향의 철손 개선율 편차를 최소화하고 자속밀도의 감소를 극력 억제하고자 한다.
레이저에 의한 압연방향 열충격 극대화와 폭 방향 철손 개선율 편차 억제 및 폭 방향 홈 깊이 편차를 15% 이내로 유지하기 위해서는,
첫째, 레이저 조사부에서 판 진동 허용 높이를 레이저의 초점심도 범위내로 제어하는 것이 필요하다. 폭 방향 판 진동 범위가 초점심도 범위 내로 제어될 경우 폭 방향 자성편차를 최소화 시킬 수 있다.
둘째, 레이저 조사전 강판 표면 조도는 레이저의 초점심도 범위내의 표면상태를 유지하는 것이 필요하다. 레이저 조사전 강판 표면 조도가 레이저 초점심도를 초과할 경우 폭 방향 및 길이방향의 자성편차를 유발시킬 수 있다.
셋째, 고속의 Line speed (0.17~4.2m/s)로 진행하는 강판 표면에 레이저 조사 후 이동하는 강판은 강판 진행 방향과 반대방향으로 강판의 진동이 전파되기 때문에 레이저 조사부로 강판 진동이 전파되지 못하게 강판 진동을 억제하는 것이 필요하다. 레이저 조사 후 강판 진동에 의해 레이저 조사부에 강판 진동이 전파될 경우 압연방향 및 압연직각방향의 홈 깊이 편차를 발생시킬 수 있으며, 열충격을 인가하는 일시 자구미세화 방법의 경우 압연방향의 부가 인장응력의 불균일성 때문에 부위별 철손 개선율 차이가 크게 나타나기 때문에 바람직하지 않다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치는, 방향성 전기 강판의 철손 특정을 향상시키기 위해 강판 내 자구 폭을 감소시키기 위한 장치로서,
고속(0.17~4.2m/s)으로 이동하는 1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부(10)의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제롤(210, 220)을 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 장치(100)는 강판 표면에 강판 두께의 10% 이하의 홈을 폭 방향으로 15% 이내의 홈 깊이 편차를 나타냄으로써 자성특성을 개선시킬 수 있도록, 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부(10) 좌,우측 강판 진동을 억제하면서 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하기 위한 좌, 우 구동롤(110, 120)을 포함하거나,
상기 좌, 우 구동롤(110, 120)을 사용하는 대신에 상기 레이저 조사부 하측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 하측 강판 진동을 억제하면서 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하기 위한 상기 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 장치(100)는 상기 좌, 우 구동롤(110, 120) 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤의 하부에 배치되고, 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 지지하기 위한 하부 지지롤(130)을 포함할 수 있다.
상기 진동 억제롤(220)은 도 2(b)에 도시된 바와 같이 폭 방향 홈 깊이의 편차를 15% 이내로 유지할 수 있도록 상기 레이저 조사부(10)로 전파되어 오는 강판 진동을 0.05mm 이하로 유지할 수 있다. 또한, 상기 진동 억제롤(220) 미사용 시 도 2의 (a)에서와 같이 판 진동(g)이 나타남으로써 바람직하지 않다
방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치를 상기와 같이 구성함으로써, 비교적 짧은 파장(1.05~1.08㎛)의 레이저에서는 레이저의 발진 mode (single or multi-mode, single mode는 빔의 단면형상이 Gaussian 에너지 분포를 갖고 있음을 의미함)에 관계 없이 동일한 효과를 나타내게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치는, 2차 재결정 형성 후 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 기지부의 용융을 동반하지 않으면서 강판 압연 방향에 대해 ±82~±98°로 레이저를 조사함으로써 표면 열충격으로 강판 길이방향으로 인장응력을 극대화하고자 하는 경우, 강판 폭 방향 열충격에 의한 철손개선율 편차를 3% 이내 확보하기 위하여, 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부(10)의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치(100), 및
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제롤(210, 220)을 포함할 수 있다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법은, 방향성 전기 강판의 철손 특정을 향상시키기 위해 강판 내 자구 폭을 감소시키기 위한 방법으로서,
고속(0.17~4.2m/s)으로 이동하는 1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부(10)의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 단계(S100)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제 단계(S200)롤 포함할 수 있다.
상기 초점거리 제어 단계(S100)는, 강판 표면에 강판 두께의 10% 이하의 홈을 폭 방향으로 15% 이내의 홈 깊이 편차를 나타냄으로써 자성특성을 개선시킬 수 있도록, 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판 진동을 억제하면서 좌, 우 구동롤(110, 120)의 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하는 레이저 조사부 좌,우측 강판 장력 인가 단계(S110)를 포함하거나,
상기 좌, 우 구동롤(110, 120) 중 하나의 구동롤을 이용하여 상기 레이저 조사부 하측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 하측 강판 진동을 억제하면서 구동롤의 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하는 레이저 조사부 하측 강판 장력 인가 단계(S120)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 초점거리 제어 단계(S100)는 상기 좌, 우 구동롤(110, 120) 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 지지하기 위한 구동롤 지지 단계(S130)를 포함할 수 있다.
상기 진동 억제 단계(S200)는 폭 방향 홈 깊이의 편차를 15% 이내로 유지할 수 있도록 상기 레이저 조사부로 전파되어 오는 강판 진동을 0.05mm 이하로 유지할 수 있다.
방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법을 상기와 같이 구성함으로써, 비교적 짧은 파장(1.05~1.08㎛)의 레이저에서는 레이저의 발진 mode (single or multi-mode, single mode는 빔의 단면형상이 Gaussian 에너지 분포를 갖고 있음을 의미함)에 관계 없이 동일한 효과를 나타내게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법은, 2차 재결정 형성 후 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 기지부의 용융을 동반하지 않으면서 강판 압연 방향에 대해 ±82~±98°로 레이저를 조사함으로써 표면 열충격으로 강판 길이방향으로 인장응력을 극대화하고자 하는 경우, 강판 폭 방향 열충격에 의한 철손개선율 편차를 3% 이내 확보하기 위하여, 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부(10)의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 단계(S100), 및
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제 단계(S200)를 포함할 수 있다.
[실시예]
본 발명은 1m/sec로 이동하는 강판 표면에 연속파, Gaussian mode의 1.07㎛의 고체 레이저를 압연방향에 대해 87° 각도로 조사(초점심도 0.17mm)하였으며, 조사시 조사부 하면에서의 레이저 초점은 레이저 초점거리 제어장치 및 진동 억제롤을 이용하여 진행하는 강판의 진동(총 진동제어 가능 높이, 도 2(b)에서 SH로 표기함)을 최소화함으로써, 강판 두께의 10% 이내의 홈을 폭 방향으로 균일하게 형성시킬 수 있었으며, 홈 형성 후 열처리 전(후) 보자력은 [표 1]과 같이 원판 대비 감소함을 알 수 있다.
[표 1]
Figure pat00002

또한, 강판 폭 방향 위치별 철손 개선율 편차를 3%이내 균일하게 형성시킬 수 있었으며, 레이저 조사후 철손 개선율은 [표 2]와 같이 원판 대비 개선됨을 알 수 있다. 폭 방향 레이저 조사 시 기지금속의 용융을 유기하지 않아야 하며, 레이저 조사에 의한 열충격으로 철손을 개선시킬 수 있어야 한다.
[표 2]
Figure pat00003
10: 레이저 조사부 100: 초점거리 제어 장치
110, 120: 좌, 우 구동롤 130: 지지롤
210, 220: 진동 억제롤

Claims (10)

1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제롤을 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 초점거리 제어 장치는 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판 진동을 억제하면서 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하기 위한 좌, 우 구동롤을 포함하거나,
상기 레이저 조사부 하측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 하측 강판 진동을 억제하면서 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하기 위하여 상기 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
제3항에 있어서,
상기 초점거리 제어 장치는 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤의 하부에 배치되고, 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 지지하기 위한 하부 지지롤을 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
2차 재결정 형성 후 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 기지부의 용융을 동반하지 않으면서 강판 압연 방향에 대해 ±82~±98°로 레이저를 조사함으로써 표면 열충격으로 강판 길이방향으로 인장응력을 극대화하고자 하는 경우, 강판 폭 방향 열충격에 의한 철손개선율 편차를 3% 이내 확보하기 위하여, 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 장치, 및
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제롤
을 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 장치.
1, 2차 재결정 형성 전(후)의 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 강판 두께의 10% 이하의 홈 깊이를 폭 방향으로 형성하는 경우, 자성특성을 개선하기 위하여 강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제6항에 있어서,
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제 단계롤 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 초점거리 제어 단계는, 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 좌,우측 강판 진동을 억제하면서 좌, 우 구동롤의 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하는 레이저 조사부 좌,우측 강판 장력 인가 단계를 포함하거나,
상기 레이저 조사부 하측 강판과 접촉으로 상기 레이저 조사부 하측 강판 진동을 억제하면서 구동롤의 강판 두께 방향으로 이동에 의한 강판에 장력을 인가하는 레이저 조사부 하측 강판 장력 인가 단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
제8항에 있어서,
상기 초점거리 제어 단계는 상기 좌, 우 구동롤 또는 좌, 우 구동롤 중 하나의 구동롤을 지지하기 위한 구동롤 지지 단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
2차 재결정 형성 후 방향성 전기강판 표면에 레이저 조사로 기지부의 용융을 동반하지 않으면서 강판 압연 방향에 대해 ±82~±98°로 레이저를 조사함으로써 표면 열충격으로 강판 길이방향으로 인장응력을 극대화하고자 하는 경우, 강판 폭 방향 열충격에 의한 철손개선율 편차를 3% 이내 확보하기 위하여,
강판 두께 방향으로 장력을 인가함과 아울러 레이저가 조사되는 강판의 레이저 조사부의 강판 진동을 억제하면서 레이저 초점거리를 제어하는 초점거리 제어 단계, 및
상기 레이저 조사 후 강판의 진행방향과 역방향으로 전파되는 진동을 억제하기 위한 진동 억제 단계를 포함하는 방향성 전기 강판의 자구 미세화 방법.
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