KR20160070843A - 방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법 - Google Patents

방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 빔을 조사함으로써 자구 제어된 방향성 전자기 강판을 제조하는 방향성 전자기 강판의 제조 장치이며, 강판(31)의 반송 방향으로 복수대 배치된 레이저 빔 조사 장치(20)와, 이 레이저 빔 조사 장치(20)를 강판(31)의 폭 방향으로 이동시키는 폭 방향 이동 기구(15)를 갖고, 폭 방향 이동 기구(15)는, 강판(31)의 전체 폭에 걸쳐 레이저 빔 조사 장치(20)를 이동 가능하게 하고 있다.

Description

방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법 {DEVICE FOR PRODUCING GRAIN-ORIENTED MAGNETIC STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING GRAIN-ORIENTED MAGNETIC STEEL SHEET}
본 발명은, 레이저 빔을 조사함으로써 자구 제어된 방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
상술한 방향성 전자기 강판은, 트랜스, 회전기 등의 전기 기기의 철심을 구성하는 소재로서 사용되고 있다. 이와 같은 방향성 전자기 강판에 있어서는, 자화될 때의 에너지 손실(철손)을 저감시키는 것이 요구된다. 철손은, 와전류손과 히스테리시스손으로 분류된다. 또한, 와전류손은, 고전적 와전류손과 이상 와전류손으로 분류된다.
여기서, 고전적 와전류손을 저감시키기 위해, 판 표면에 절연 피막을 형성한 판 두께가 얇은 방향성 전자기 강판이 제공되어 있다. 절연 피막을 형성한 방향성 전자기 강판으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 강판의 표면에, 글래스 피막이 형성되고, 그 글래스 피막 상에 절연 피막이 더 형성된 것이 제안되어 있다.
또한, 이상 와전류손을 억제하기 위해, 예를 들어 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 절연 피막 상으로부터 레이저 빔을 집광·조사하고, 전자기 강판의 대략 폭 방향으로 주사함으로써 강판의 표면에 폭 방향으로 연장되는 레이저 조사선을 형성하고, 압연 방향으로 주기적으로 잔류 변형을 갖는 영역을 형성하여, 자구를 세분화하는 자구 제어법이 제안되어 있다.
상술한 레이저 조사에 의한 자구 제어를 행하는 경우, 레이저 빔 조사 장치를 사용하여, 반송되는 강판의 폭 방향을 향해 레이저 빔의 주사를 반복하고, 레이저 조사선의 압연 방향의 간격 PL이 일정해지도록 제어할 필요가 있다. 여기서, 레이저 빔 조사 장치에 의한 레이저 빔의 주사 속도에 한계가 있으므로, 광폭의 강판을 고속으로 반송하는 경우에는, 레이저 조사선의 압연 방향의 간격 PL을 소정의 간격으로 형성할 수 없는 경우가 있었다.
따라서, 예를 들어 특허문헌 3에는, 강판의 폭 방향을 따라 배치된 복수대의 레이저 빔 조사 장치에 의해, 강판의 폭 방향으로 분할된 레이저 조사선을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
그런데, 레이저 조사선을 폭 방향에서 분할하여 형성한 경우, 강판의 폭 방향 전체에서 철손이나, 트랜스의 소음에 관계되는 자왜 특성을 일정하게 하는 것이 중요하다. 상세하게 서술하면, 분할된 레이저 조사선의 경계 부분에 있어서는, 레이저 빔의 조사 상태가 다른 것과 다르므로, 철손이나 자왜 특성도 열화되는 경우가 있었다.
이와 같은 상황으로부터, 광폭의 강판을 고속으로 반송하면서 레이저 조사선을 형성하여 자구 제어를 행하는 경우이어도, 강판의 폭 방향 전체에서 철손이나 자왜 특성을 안정시키는 것이 가능한 방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법이 요구되어 있었다.
일본 특허 출원 공개 제2007-119821호 공보 일본 특허 출원 공표 제2003-500541호 공보 일본 특허 출원 공개 소63-083227호 공보
본 발명의 방향성 전자기 강판의 제조 장치는, 레이저 빔을 조사함으로써 자구 제어된 방향성 전자기 강판을 제조하는 방향성 전자기 강판의 제조 장치이며, 강판의 반송 방향으로 복수대 배치된 레이저 빔 조사 장치와, 이 레이저 빔 조사 장치를 상기 강판의 폭 방향으로 이동시키는 폭 방향 이동 기구를 갖고, 상기 폭 방향 이동 기구는, 상기 강판의 전체 폭에 걸쳐 상기 레이저 빔 조사 장치를 이동 가능하게 하고 있다.
이 경우, 강판의 반송 방향으로 복수대 배치된 레이저 빔 조사 장치에 의해, 강판의 표면에는 폭 방향으로 분할된 복수의 레이저 조사선을 형성하는 것이 가능해진다. 따라서 1대의 레이저 빔 조사 장치에 있어서의 주사 거리를 짧게 설정할 수 있어, 광폭의 강판을 고속으로 반송하는 경우이어도, 압연 방향으로 소정의 간격 PL에서 레이저 조사선을 형성할 수 있다.
또한, 각 레이저 빔 조사 장치가 상기 강판의 폭 방향의 임의의 위치에 있어서 레이저 빔을 상기 강판의 폭 방향으로 주사할 수 있으므로, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선끼리의 중첩 폭을 조정하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 강판의 폭 방향 전체에서 자기 특성이나 자왜 특성을 안정시킬 수 있다.
여기서, 적어도 N＋1대의 상기 레이저 빔 조사 장치를 갖고, 상기 강판의 전체 폭에 대해 N대의 상기 레이저 빔 조사 장치에 의해 레이저 빔의 조사를 행하는 구성으로 해도 된다.
이 경우, 1대 이상의 레이저 빔 조사 장치가 예비 장치로서 확보되게 된다. 이 예비 장치에 대해서도, 폭 방향 이동 기구에 의해 강판의 전체 폭에 걸쳐 이동 가능하게 되어 있는 점에서, 트러블이 발생한 레이저 빔 조사 장치 대신에 예비의 레이저 빔 조사 장치를 즉시 사용할 수 있다.
본 발명의 방향성 전자기 강판의 제조 방법은, 레이저 빔을 조사함으로써 자구 제어된 방향성 전자기 강판을 제조하는 방향성 전자기 강판의 제조 방법이며, 반송되는 강판의 폭 방향으로 레이저 빔을 분할하여 주사하고, 상기 강판의 표면에 폭 방향으로 분할된 복수의 상기 레이저 조사선을 형성하는 레이저 조사 공정을 갖고, 이 레이저 조사 공정에서는, 폭 방향으로 인접하는 상기 레이저 조사선의 중첩 폭을 조정한다.
이 경우, 레이저 조사 공정에 있어서, 폭 방향으로 인접하는 상기 레이저 조사선의 중첩 폭을 조정함으로써, 강판의 폭 방향 전체에서 자기 특성 및 자왜 특성을 안정시키는 것이 가능해진다.
예를 들어, 폭 방향으로 인접하는 상기 레이저 조사선의 중첩 폭을 -5㎜ 이상 20㎜ 이하로 함으로써, 철손의 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
혹은, 폭 방향으로 인접하는 상기 레이저 조사선의 중첩 폭을 10㎜ 이하로 함으로써, 자왜의 지표인 자왜 속도 레벨(LVA)의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 중첩 폭이 마이너스인 경우, 레이저 조사선끼리가 이격되어 있는 것을 나타내고 있다.
본 발명에 따르면, 광폭의 강판을 고속으로 반송하면서 레이저 조사선을 형성하여 자구 제어를 행하는 경우이어도, 강판의 폭 방향 전체에서 자기 특성 및 자왜 특성을 안정시키는 것이 가능한 방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 방향성 전자기 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치를 도시하는 상면 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 방향성 전자기 강판의 제조 장치의 측면 설명도이다.
도 3은 레이저 빔 조사 장치의 개략 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치에 의해 제조된 방향성 전자기 강판의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 5는 도 4에 있어서의 레이저 조사선의 확대 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치에 의해 제조된 방향성 전자기 강판의 다른 예를 도시하는 설명도이다.
도 7은 도 6에 있어서의 레이저 조사선의 확대 설명도이다.
도 8은 제1 실시예의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제2 실시예의 결과를 나타내는 그래프이다.
우선, 본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치에 대해, 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다.
이 방향성 전자기 강판의 제조 장치(10)는, 압연 방향을 향해 반송되는 강판(31)에 대해 레이저 빔을 조사하고, 강판(31)의 자구 제어를 행하는 것이다.
본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 레이저 빔을 발진하는 레이저 장치(12)와, 강판(10)의 반송 방향으로 복수대 배열된 레이저 빔 조사 장치(20)와, 이 레이저 빔 조사 장치(20)를 강판(31)의 폭 방향으로 이동시키는 직동 장치(15)를 구비하고 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 6대의 레이저 빔 조사 장치(20)가 배치되어 있다. 이 중 5대의 레이저 빔 조사 장치(20)에 의해, 강판(31)의 전체 폭에 레이저 빔을 조사하는 구성으로 되어 있고, 1대의 레이저 빔 조사 장치(20a)는, 강판(31) 상으로부터 벗어난 위치에 대기되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 각 레이저 빔 조사 장치(20)는, 반송 방향으로 복수 설치된 서포트 롤(11)의 상방에 각각 배치되어 있다.
레이저 장치(12)는, 파이버 전송 가능한 레이저 빔을 발진하는 것으로 되어 있다. 파이버 전송 가능한 레이저 빔으로서는, YAG 레이저(파장 1.06㎛), 파이버 레이저(파장 1.07∼1.08㎛) 등을 적용할 수 있다.
이 레이저 장치(12)에서 발진된 레이저 빔은, 전송 파이버(13)를 통해, 각 레이저 빔 조사 장치(20)에 전송된다.
레이저 빔 조사 장치(20)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 콜리메이터(21)와, 다면체의 회전 폴리건 미러(22)와, fθ 렌즈(23)를 구비한다.
콜리메이터(21)는, 전송 파이버(13)로부터 출력한 레이저 빔(LB)의 직경을 조정한다. 또한, 회전 폴리건 미러(22)는, 레이저 빔(LB)을 편향시켜 강판(31) 상을 고속으로 강판(31)의 폭 방향으로 주사시킨다. fθ 렌즈(23)는, 회전 폴리건 미러(22)에 의해 주사되는 레이저 빔(LB)을 집광한다.
여기서, 회전 폴리건 미러(22)의 회전 속도를 조절함으로써, 강판(31) 상에서의 레이저 빔(LB)의 주사 속도를 조정할 수 있다.
또한, 이 레이저 빔 조사 장치(20)는, 회전 폴리건 미러(22)와 fθ 렌즈(23)를 동시에 상하 이동시키는 포커스 기구(도시하지 않음)와, 강판(31)과 fθ 렌즈(23)의 거리를 측정하는 거리계(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이 포커스 기구에 의해 fθ 렌즈(23)와 강판(31)의 거리가 조정 가능하게 되어 있다.
직동 장치(15)는, 강판(31)의 폭 방향으로 연장되는 가이드 레일(16)을 구비하고 있다. 이 가이드 레일(16)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 반송되는 강판(31)의 폭보다도 길게 설정되어 있고, 강판(31)의 폭 방향 양단부로부터 각각 돌출되도록 연장되어 있다.
직동 장치(15)는, 이 가이드 레일(16)을 따라 레이저 빔 조사 장치(20)를 구동시키는 구동 수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 구동 수단으로서는, 예를 들어 볼 나사와 회전 모터의 조합이나 리니어 모터 등을 들 수 있다.
이 직동 장치(15)에 의해, 각 레이저 빔 조사 장치(20)는, 강판(31)의 폭 방향의 임의의 위치로 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 직동 장치(15)에는, 각 레이저 빔 조사 장치(20)의 위치를 특정하는 위치 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
다음에, 본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치(10)를 사용한 방향성 전자기 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 레이저 빔(LB)을 조사하는 강판(31)의 폭 데이터를 얻는다. 이 폭 데이터로부터, 사용하는 레이저 빔 조사 장치(20)의 대수를 결정한다. 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 5대의 레이저 빔 조사 장치(20)를 사용한다.
그리고 각 레이저 빔 조사 장치(20)의 폭 방향 위치를 결정하고, 직동 장치(15)를 사용하여 소정의 위치로 이동시킨다. 또한, 사용하지 않는 레이저 빔 조사 장치(20a)를 퇴피 위치에까지 이동시킨다.
또한, 각 레이저 빔 조사 장치(20)에 있어서의 레이저 빔(LB)의 주사 길이를 결정한다. 레이저 빔(LB)의 주사 폭은, 폴리건 미러의 반사 각도와 fθ 렌즈의 초점 거리를 곱한 값이다. 이때, 각 레이저 빔 조사 장치(20)의 폭 방향 위치에 의해, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32)끼리의 중첩 폭 d가 조정된다.
혹은, 레이저 빔(LB)의 주사 폭을 변경할 때는, fθ 렌즈와 강판의 사이에 설치한 차폐판에 의해 주사 빔의 단부를 차단함으로써 강판 상의 주사 폭을 변경해도 된다. 혹은 폴리건 미러, fθ 렌즈를 변경해도 된다.
혹은, 폴리건 미러 대신에, 임의의 각도로 미러를 진동시키는 갈바노 미러에 의해, 미러 반사 각도를 변경하여 주사 폭을 변경해도 된다.
또한, 이 일련의 설정 작업을, 프로그램을 사용하여 계산기에서 자동 설정하는 구성으로 해도 된다.
다음에, 레이저 장치(12)로부터 레이저 빔(LB)을 발진한다. 이 레이저 빔(LB)이, 전송 파이버(13)를 통해 각 레이저 빔 조사 장치(20)에 전송된다.
레이저 빔 조사 장치(20)에 있어서는, 회전하는 회전 폴리건 미러(22)의 1면에 의해 레이저 빔(LB)이 강판(31) 상에 주사된다. 이에 의해, 강판(31)의 표면에는, 소정의 길이의 레이저 조사선(32)이 형성된다. 이때, 레이저 조사선은, 표면의 글래스 피막 또는 절연 피막이 증발한 육안으로 판단 가능한 선이어도 되고, 혹은 피막의 증발에 이르지 않는 불가시 선이어도 되고, 자구 제어가 효과적으로 이루어지는 변형이 부여되어 있으면 된다.
반송 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32)의 간격 PL은, 강판(31)의 반송 속도 및 회전 폴리건 미러(22)의 회전 속도의 조정에 의해 변경 가능하다.
또한, 레이저 조사선(32)은, 레이저 빔(LB)의 출력을 높게 하는 것, 혹은 집광 빔 직경을 축소하는 것, 혹은 주사 속도를 느리게 하는 것에 의해 홈 형상으로 하는 것도 가능하다.
다음에, 본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치(10)를 사용하여 제조된 방향성 전자기 강판의 일례를, 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다.
이 방향성 전자기 강판은, 강판과, 강판의 표면에 형성된 글래스 피막과, 이 글래스 피막 상에 형성된 절연 피막을 구비하고 있다. 그리고 방향성 전자기 강판의 표면에는, 절연 피막 상으로부터 레이저 빔(LB)이 조사·주사됨으로써, 도 4에 도시한 바와 같이, 압연 방향으로 대략 직교하도록 연장되는 레이저 조사선(32)이 형성되어 있다.
이 레이저 조사선(32)은, 압연 방향으로 소정의 주기로 형성되어 있고, 2개의 레이저 조사선(32, 32) 사이에 있어 압연 방향으로 자화가 향한 영역에 있어서, 압연 방향과 대략 직교하는 방향의 자구 폭을 세분화한다.
도 4 및 도 5에 도시하는 방향성 전자기 강판에 있어서는, 레이저 조사선(32)이 폭 방향으로 분할되어 있고, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32, 32)끼리가 폭 d만큼 중첩되어 있는 예이다.
또한, 본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치를 사용하여 제조된 방향성 전자기 강판의 다른 예를, 도 6 및 도 7을 사용하여 설명한다.
이 방향성 전자기 강판에 있어서는, 레이저 조사선(32)이 폭 방향으로 분할되어 있고, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32, 32)끼리가 폭 d만큼 이격되어 있는 예이다. 또한, 레이저 조사선(32, 32)끼리가 이격되어 있는 경우에는, 중첩 폭 d는 마이너스로 한다.
이와 같이, 본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치(10)에 있어서는, 상술한 바와 같이, 각 레이저 빔 조사 장치(20)의 폭 방향 위치와 각 레이저 빔 조사 장치(20)에 있어서의 레이저 빔(LB)의 주사 길이에 의해, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32, 32)끼리의 중첩 폭 d를 조정하는 것이 가능하다.
이상과 같은 구성으로 된 본 실시 형태인 방향성 전자기 강판의 제조 장치(10)에 있어서는, 강판(31)의 반송 방향으로 복수대(본 실시 형태에서는 6대) 배치된 레이저 빔 조사 장치(20)와, 각 레이저 빔 조사 장치(20)를 강판(31)의 폭 방향으로 이동시키는 직동 장치(15)를 구비하고 있으므로, 강판(31)의 표면에, 폭 방향으로 분할된 복수의 레이저 조사선(32)을 형성할 수 있다. 따라서 1대의 레이저 빔 조사 장치(20)에 있어서의 레이저 빔(LB)의 주사 길이를 짧게 설정할 수 있고, 광폭의 강판(31)을 고속으로 반송하는 경우이어도, 압연 방향으로 소정의 간격 PL로 레이저 조사선(32)을 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 각 레이저 빔 조사 장치(20)의 폭 방향 위치와 각 레이저 빔 조사 장치(20)에 있어서의 레이저 빔(LB)의 주사 길이에 의해, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32, 32)끼리의 중첩 폭 d를 조정하는 것이 가능한 점에서, 강판(31)의 폭 방향 전체에서 철손 및 자왜 특성을 안정시키는 것이 가능해진다.
실시예로서, 판 두께 0.23㎜의 방향성 전자기 강판을 사용하여, 중첩 폭 d를 다양하게 변경하여 도달 철손값을 구하였다. 사용한 방향성 전자기 강판은, 0.8A/m의 자계에서 발생하는 자속 밀도가 1.92T이다. 레이저 조건은, 레이저 파워 200W, 빔 주사 속도 30m/s, 집광 빔 직경은 φ0.1㎜이다. 조사 피치는 5㎜로 하였다. 철손의 측정은, 레이저 조사부를 압연 방향 600㎜, 판 폭 방향 800㎜의 단판 사이즈로 잘라내고, 주파수 50㎐에서 최대 자속 밀도가 1.7T로 되는 조건으로 자계를 인가하여 철손을 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선(32, 32)의 중첩 폭 d를 0 내지 10㎜의 범위로 한 경우, 가장 낮은 철손값을 나타내고, -5㎜ 이상 20㎜ 이하의 범위에서는 철손 증가값은 0.01W/㎏이었다. 따라서 강판(31)의 폭 방향 전체에서 철손을 저위에서 안정시킬 수 있다.
또한, 자왜 특성에 대해 조사하였다. 자왜는 방향성 전자기 강판으로 제조된 트랜스의 소음의 요인이다. 자왜의 지표로서 자왜 속도 레벨(LVA)을 사용하였다. LVA의 평가 방법은 이하를 사용하였다. 우선, 강판을 압연 방향 길이 500㎜, 폭 방향 길이 100㎜로 잘라내고, 압연 방향으로 최대 자속 밀도가 1.7T로 되도록 교류 자계를 인가한다. 그때, 자구의 신축에 의해 강판 길이가 변화되지만, 이 변위의 시간 변화를 레이저 변위계에 의해 측정하고, 푸리에 해석에 의해 각 주파수 성분 fn의 진폭 Cn을 구한다. 각 주파수 성분의 A 보정 계수 αn을 사용하여, LVA는 다음 식으로 구해진다.
LVA＝20×Log(√(ρc×2π×fn×αn×Cn/√2)/Pe0(㏈)
여기서, ρc는 고유 음향 저항으로 ρc＝400, Pe0은 최소 가청 음압으로, Pe0＝2×10-5(㎩)을 사용하였다. A 보정 계수는 JIS에서 정해지는 값이며, JIS 규격 C1509-1의 표 2에 나타내어져 있다.
본 실시예에서는, 강판은 상기와 동일 방향 배(背) 전자기 강판 샘플을 사용하여, 중첩 폭 d를 변경하여 LVA를 측정하고, d＝0㎜일 때의 LVA로부터의 증가량과 d의 관계를 조사하였다. 그 결과, 도 9에 나타내는 바와 같이, d가 10㎜ 이하에서는 LVA 증가량은 1㏈ 이하에서 대부분 무시할 수 있는 레벨이었다. 즉, 이 범위에서는, 자왜(LVA) 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 따라서 강판(31)의 폭 방향 전체에서 자왜 특성을 저위에서 안정시킬 수 있어, 트랜스 소음을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 6대의 레이저 빔 조사 장치(20)를 갖고, 강판(31)의 전체 폭에 대해 5대 레이저 빔 조사 장치(20)에 의해 레이저 조사선(32)을 형성하는 구성으로 되어 있고, 1대의 레이저 빔 조사 장치(20a)가 예비 장치로서 확보되어 있다. 이 예비의 레이저 빔 조사 장치(20a)에 대해서도, 직동 장치(15)에 의해 강판(31)의 전체 폭에 걸쳐 이동 가능하게 되어 있는 점에서, 트러블이 발생한 레이저 빔 조사 장치(20) 대신에 예비의 레이저 빔 조사 장치(20a)를 즉시 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 파이버 전송 가능한 레이저 빔(LB)을 발진하는 레이저 장치(12)를 사용하고 있으므로, 레이저 장치(12)를 레이저 빔 조사 장치(20)로부터 이격된 위치에 배치하는 것이 가능해진다. 따라서 레이저 장치(12)를 공조실 등 내에 배치할 수 있어, 레이저 장치(12)의 조기 열화를 방지할 수 있다. 또한, 레이저 빔 조사 장치(20)의 소형화·경량화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 서포트 롤(11)의 근방에 레이저 빔 조사 장치(20)가 배치되어 있으므로, 강판(31)의 진동이 적어, 강판(31)이 하방을 향해 이동하여 레이저 빔 조사 장치(20)의 포커스 위치로부터 크게 이격되는 일은 없고, 레이저 빔(LB)의 조사·주사를 안정적으로 행할 수 있다.
또한, 직동 장치(15)에는, 각 레이저 빔 조사 장치(20)의 폭 방향 위치를 특정하는 위치 센서가 설치되어 있으므로, 레이저 빔 조사 장치(20)끼리의 폭 방향의 간격을 고정밀도로 조정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 직동 장치(15)의 가이드 레일(16)이 강판(31)의 폭 방향 양단부로부터 돌출되어 배치되어 있으므로, 예비의 레이저 빔 조사 장치(20a)를 강판(31) 상으로부터 퇴피시킬 수 있다. 따라서 조업을 실시하고 있는 동안에, 예비의 레이저 빔 조사 장치(20a)의 메인터넌스 등을 실시할 수 있다.
<레이저 조사선의 중첩 폭 d와 철손의 관계>
이하에, 강판에 형성된 레이저 조사선의 중첩 폭 d와 철손의 관계에 대해 평가한 결과를 나타낸다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선끼리의 중첩 폭 d가, -5∼20㎜의 범위 내로 함으로써, 철손 W17/50을 크게 저감시키는 것이 가능하다고 판단된다.
<레이저 조사선의 중첩 폭 d와 자왜의 관계>
이하에, 강판에 형성된 레이저 조사선의 중첩 폭 d와 자왜의 관계에 대해 평가한 결과를 나타낸다.
도 9에 도시한 바와 같이, 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선끼리의 간격 d를, 10㎜ 이하로 함으로써, LVA의 상승을 억제할 수 있는 것이 확인된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 일은 없고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.
예를 들어, 파이버 전송 가능한 레이저 빔을 사용하는 것으로서 설명하였지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 탄산 가스 레이저 등을 사용해도 된다. 이 경우, 각 레이저 빔 조사 장치까지는 복수 미러의 반사에 의해 레이저 빔을 전송하게 된다.
혹은, 레이저 장치와 조사 장치 양쪽 모두를 폭 방향 이동 기구에 설치하여 이동시키는 구조로 해도 된다.
또한, 직동 장치를 사용하여 레이저 빔 조사 장치를 폭 방향으로 이동시키는 것으로서 설명하였지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 다른 이동 기구에 의해 레이저 빔 조사 장치를 폭 방향으로 이동시키는 것이어도 된다.
본 발명에 따르면, 광폭의 강판을 고속으로 반송하면서 레이저 처리를 행하는 경우이어도, 강판의 폭 방향 전체에서 철손 및 자왜 특성을 안정시킨 방향성 전자기 강판, 이 방향성 전자기 강판의 제조 장치 및 제조 방법을 제공할 수 있다.
10 : 방향성 전자기 강판의 제조 방법
15 : 직동 장치(폭 방향 이동 기구)
20 : 레이저 빔 조사 장치
31 : 강판
32 : 레이저 조사선

Claims (3)

  1. 레이저 빔을 조사함으로써 자구 제어된 방향성 전자기 강판을 제조하는 방향성 전자기 강판의 제조 장치이며,
    강판의 반송 방향으로 복수대 배치된 레이저 빔 조사 장치와, 이 레이저 빔 조사 장치를 상기 강판의 폭 방향으로 이동시키는 폭 방향 이동 기구를 갖고,
    상기 폭 방향 이동 기구는, 상기 강판의 전체 폭에 걸쳐 상기 레이저 빔 조사 장치를 이동 가능하게 하고,
    상기 폭 방향으로 인접하는 레이저 조사선끼리의 중첩 폭이 -5~0㎜로 조정되고,
    상기 복수대 배치된 레이저 빔 조사 장치는 서포트 롤의 상방에 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 방향성 전자기 강판의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 N＋1대의 상기 레이저 빔 조사 장치를 갖고, 상기 강판의 전체 폭에 대해 N대의 상기 레이저 빔 조사 장치에 의해 레이저 빔의 조사를 행하는 구성으로 되어 있는, 방향성 전자기 강판의 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 방향성 전자기 강판의 제조 장치를 사용하여, 레이저 빔을 조사함으로써 자구 제어된 방향성 전자기 강판을 제조하는 방향성 전자기 강판의 제조 방법이며,
    상기 서포트 롤의 상방에 배치되어 있는 상기 레이저 빔 조사 장치로부터 반송되는 강판의 폭 방향으로 레이저 빔을 분할하여 주사하고, 상기 강판의 표면에 폭 방향으로 분할된 복수의 상기 레이저 조사선을 형성하는 레이저 조사 공정을 갖고,
    이 레이저 조사 공정에서는, 상기 폭 방향으로 인접하는 상기 레이저 조사선의 중첩 폭을 -5~0㎜로 조정하는 것을 특징으로 하는, 방향성 전자기 강판의 제조 방법.
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