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KR101639920B1 - 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법 - Google Patents

방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR101639920B1
KR101639920B1 KR1020140190151A KR20140190151A KR101639920B1 KR 101639920 B1 KR101639920 B1 KR 101639920B1 KR 1020140190151 A KR1020140190151 A KR 1020140190151A KR 20140190151 A KR20140190151 A KR 20140190151A KR 101639920 B1 KR101639920 B1 KR 101639920B1
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steel
laser beam
steel sheet
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원성연
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Abstract

본 발명은 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는, 강판을 이동시키고 강판의 위치를 제어하는 강판지지롤 위치조절설비, 상기 강판의 장력을 조절하는 장력제어설비 및 상기 위치가 제어되고 장력이 조절된 강판에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하는 레이저 조사설비를 포함한다.

Description

방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법{Apparatus and method for miniaturizing magnetic domain of a grain-oriented electrical steel sheets}
본 발명은 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자구미세화는 방향성 전기강판의 철손을 낮추기 위한 기술중의 하나로서, 강판 표면에 레이저를 조사하거나 자구미세화롤을 이용한 기계적 방법에 의하여 압연 수직 방향으로 자구를 미세화하도록 하는 기술이다.
자구미세화 방법은 응력제거소둔에 의해 자구미세화 개선 효과 유지 유무에 따라 일시자구미세화와 영구자구미세화로 대별할 수 있다.
일시자구미세화 방법에는, 일본공개공보 소 57-2252호 및 일본공개공보 소 58-5968호에서와 같이, 자구를 미세화시키는 에너지원에 따라 레이저자구미세화법, 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 강판의 압축변형층 영역을 조절하기 위해서는 입력되는 에너지값을 증가시켜야만 가능하다. 따라서 최종제품의 철손개선율 향상을 위해서는 자구미세화 처리 시 표면손상을 피할 수 없는 단점이 있다.
열처리 후에도 철손개선 효과를 유지할 수 있는 영구자구미세화 방법은 에칭법 및 롤법 등이 있다. 에칭법은 전기강판 표면에 감광성수지로 마스킹 후 포토에칭이나 플라즈마를 이용하여 표면수지를 탈착한 후 용액 내에서 전기화학적인 방법으로 강판 표면에 홈을 형성시키는 방법이 일본공개공보 평 6-57857호에 개시되어 있다. 에칭법은 산용액내에서 전기화학적인 부식반응에 의해 강판 표면에 홈을 형성시키기 때문에 홈 형상(폭, 깊이) 제어가 어렵고, 강판을 생산하는 중간공정(탈탄소둔, 고온소둔 전)에서 홈을 형성시키기 때문에 최종 제품의 철손특성의 보증이 어려우며 산용액을 사용하기 때문에 환경친화적이지 못한 단점을 갖고 있다.
일본공개공보 소 57-2252호 일본공개공보 소 58-5968호 일본공개공보 평 6-57857호
본 발명은 방향성 전기강판의 자구미세화를 수행하여 방향성 전기강판의 철손을 개선할 수 있는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는, 강판을 이동시키고 강판의 위치를 제어하는 강판지지롤 위치조절설비, 상기 강판의 장력을 조절하는 장력제어설비 및 상기 위치가 제어되고 장력이 조절된 강판에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하는 레이저 조사설비를 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은, 강판의 위치를 제어하는 단계, 상기 강판의 장력을 조절하는 단계 및 상기 위치가 제어되고 장력이 조절된 강판에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법을 제공함으로써 방향성 전기강판의 자구미세화를 수행하여 방향성 전기강판의 철손을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 강판지지롤 위치조절설비, 그 위에 배치된 강판 및 강판 상에 형성된 홈을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도로서, 강판지지롤 위치조절설비, 레이저 조사설비 및 강판지지롤 보호설비 부분을 도시한 개략도이다.
도 5는 C-Y>0 인 조건에서 강판지지롤 보호설비의 작동 방법을 도시한 개략도이다.
도 6은 C-Y≤0 인 조건에서 강판지지롤 보호설비의 작동 방법을 도시한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 도면에서 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
자구미세화는 방향성 전기강판의 철손을 낮추기 위한 기술중의 하나로서, 강판 표면에 레이저를 조사하거나 자구미세화롤을 이용한 기계적 방법에 의하여 압연 수직 방향으로 자구를 미세화하도록 하는 기술이다.
본 발명은 방향성 전기강판의 철손 품질을 향상시키기 위해 레이저 조사로 강판 표면에 홈을 형성시키는 장치를 제안하다. 일반적으로 강판이 이동함에 따라 상기 강판에 진동이 발생하여 상기 강판 상에 레이저 빔의 조사가 불안정하여 상기 강판 위에 형성되는 홈의 폭, 방향, 깊이 등이 제대로 형성되지 않아, 원하는 철손 개선 결과를 얻을 수 없다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면 강판이 이동하는 중에도 강판의 위치 및 장력을 제어할 수 있고, 레이저 빔에 의해 장치가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통하여 방향성 전기강판의 영구자구미세화를 수행하여 방향성 전기강판의 철손을 개선할 수 있다.
이하 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 강판지지롤 위치조절설비(120) 위에 배치된 강판(10) 및 강판(10) 상에 형성된 홈(13)을 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는, 강판(10)을 이동시키고 강판(10)의 위치를 제어하는 강판지지롤 위치조절설비(120), 상기 강판(10)의 장력을 조절하는 장력제어설비(110) 및 상기 위치가 제어되고 장력이 조절된 강판(10)에 레이저 빔(134)을 조사하여 홈(13)을 형성하는 레이저 조사설비(130)를 포함한다.
상기 강판지지롤 위치조절설비(120)는 강판(10)에 레이저 빔(134)을 조사하여 홈(13)을 형성할 수 있도록 하기 위해 상기 강판(10)의 위치를 제어하는 역할을 한다.
상기 강판지지롤 위치조절설비(120)는 상기 강판(10)을 생산 라인에 따라 이동시키고 상기 강판(10)이 상기 레이저 빔(134)의 초점심도 내에 위치하도록 상기 강판(10)위치를 이동시키는 강판지지롤(123), 상기 강판(10)이 상기 레이저 빔(134)의 초점심도 내에 위치하는 지 여부를 측정하는 휘도측정센서(122), 상기 휘도측정센서(122)에서 측정된 값을 기초로 상기 강판지지롤(123)을 조절하여 상기 강판(10)의 위치를 제어하는 강판지지롤 위치제어계(121)를 포함한다.
이하 상기 강판지지롤 위치조절설비(120)에 의해 강판(10)의 위치를 제어하는 방법을 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 일 실시 예를 설명하는 것이므로, 본 발명이 여기에 한정하지 않는다.
도 2를 참조하면, 상기 강판지지롤(123)은 레이저 조사부에 위치하는 강판(10)을 지지 및 이동시키는 역할을 한다. 강판지지롤(123)이 회전하면서 상기 강판(10)을 생산 라인 방향으로 이동시킬 수 있고, 상하로 이동하면서 상부에 위치하는 상기 강판(10)의 상하 위치를 조절할 수 있다. 상기 휘도측정센서(122)는 상기 강판(10)에 조사되는 레이저 빔(134)의 휘도를 측정하여 상기 강판(10)이 상기 레이저 빔(134)의 초점심도 내에 위치하는 지 측정한다. 만일 상기 강판(10)이 초점심도에서 벗어나 위치하면, 상기 강판지지롤 위치제어계(121)는 상기 강판지지롤(123)의 높이를 조절하여 상기 강판(10)이 상기 레이저 빔(134)의 초점심도 내에 위치하도록 상기 강판(10)의 위치를 제어하게 된다. 이 경우 상기 강판지지롤(123)의 위치 제어 정밀도는 ±10㎛ 이내가 바람직하다.
장력제어설비(110)는 강판(10)의 장력을 제어하는 역할을 한다. 강판(10)에 적당한 장력을 부여함으로써 강판지지롤(123) 상의 강판(10)이 평평하게 유지되어 자구미세화를 안정적으로 수행할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 장력제어설비(110)는 상기 강판(10)을 이동시키고 상기 강판(10)에 장력을 부여하는 장력제어설비롤(113), 상기 강판(10)의 장력을 측정하는 장력측정센서(112), 상기 장력측정센서(112)에서 측정된 장력을 기초로하여 상기 장력제어설비롤(113)의 회전속도 등을 조절하여 상기 강판(10)의 장력을 제어하는 강판장력제어계(111)를 포함할 수 있다.
이하 상기 장력제어설비(110)에 의해 강판(10)의 장력을 제어하는 방법을 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 일 실시 예를 설명하는 것이므로, 본 발명이 여기에 한정하지 않는다.
장력제어설비롤(113)에 의해 강판(10)이 지지되며 이동된다. 상기 장력제어설비롤(113)을 지나간 강판(10)의 장력을 장력측정센서(112)가 측정한다. 측정된 강판(10)의 장력이 기준값을 벗어난 경우, 강판장력제어계(111)는 장력제어설비롤(113)의 회전속도를 조절하여 상기 강판(10)의 장력을 높이거나 줄인다.
강판(10)의 장력은 강판지지롤(123) 상의 강판(10)의 표면을 평평하게 만들 수 있을 정도로 높아야 하지만, 강판(10)의 장력이 너무 높으면 강판(10)에 파단이 발생할 수 있으므로 특정 범위에서 조절되어야 한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 강판(10)의 장력을 1~4㎏f/mm2 범위에서 조절한다. 또한, 상기 강판(10)의 장력 오차는 ±1% 이내로 되도록 제어함이 바람직하다.
레이저 조사설비(130)는 강판지지롤(123) 상의 강판(10) 표면에 레이저 빔(134)을 조사하여 홈(13)을 형성함으로써 자구미세화하는 역할을 한다.
상기 레이저 조사설비(130)는 레이저 빔(134)을 발생시키는 레이저 발진기(132), 상기 레이저 발진기(132)에 의해 발생된 레이저 빔(134)의 방향 및 주사속도를 제어하는 광학계(131), 상기 레이저 발진기(132)의 작동을 제어하는 레이저 발진 제어계(133)를 포함할 수 있다.
이하 상기 레이저 조사설비(130)에 의해 강판(10)의 자구미세화하는 방법을 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 일 실시 예를 설명하는 것이므로, 본 발명이 여기에 한정하지 않는다.
레이저 발진기(132)는 싱글 모드(Single mode) 연속파 레이저 빔(134)을 발진하여 광학계(131)에 전달하고, 광학계(131)는 상기 레이저 빔(134)을 강판(10)의 표면에 조사한다. 상기 레이저 발진기(132) 및 광학계(131)를 거쳐 상기 강판(10)의 표면에 조사되는 레이저 빔(134)의 에너지 밀도는 상기 강판(10) 상에 홈(13)을 형성하기에 충분해야 하고, 동시에 불필요한 강판(10) 용융이 발생하지 않는 범위여야 한다. 또한, 강판(10)의 표면에 형성된 홈(13)의 내부 벽면에 상기 홈(13)을 형성하면서 용융된 철(Fe)을 재응고 시킬 수 있는 범위여야 한다. 이와 같은 이유로 상기 레이저 빔(134)의 에너지 밀도는 1.0~5.0J/mm2가 바람직하다.
레이저 조사설비(130)에서 방출된 레이저 빔(134)에 의해 상기 강판(10) 상에 새겨지는 홈(13)은 충분한 철손 개선율을 갖도록 자구미세화할 수 있어야 하므로, 상부폭 70μm 이하, 하부폭 10μm 이하, 깊이 3~30μm의 형상이 바람직하다.
상기 광학계(131)는 레이저 빔(134)의 주사속도를 제어할 수 있다. 이를 통하여, 강판(10)의 이동방향을 기준으로 할 때, 상기 강판(10) 표면에 연속적으로 형성되는 복수의 홈(13) 사이의 앞뒤 간격을 조절할 수 있다. 상기 홈(13)의 간격은 충분한 철손 개선율을 갖도록 자구미세화할 수 있는 범위여야 한다. 또한, 레이저 빔(134) 조사에 따른 열영향부 (HAZ, Heat Affected Zone)의 영향을 최소화하여 강판(10)의 철손을 개선할 수 있도록 설정되어 한다. 따라서, 상기 홈(13) 사이의 간격은 2~30mm가 바람직하다. 강판지지롤 위치조절설비(120) 위에 배치된 강판(10) 및 강판(10) 상에 형성된 홈(13)에 대한 일 예는 도 2에 도시된 바와 같다.
상기 레이저 조사설비(130)는 에어나이프(135)를 더 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 레이저 빔(134)을 조사하여 강판(10)에 홈(13)을 형성하는 경우, 홈(13) 내부에는 용융된 철(Fe)이 잔존하게 된다. 이 때, 용융된 철을 제거해 주지 않으면 정확한 치수의 홈(13)을 형성하기 어렵기 때문에 철손을 개선하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 상기 홈(13) 내부에 잔존하는 용융된 철을 제거 하기 위해 에어나이프(135)를 사용할 수 있다.
상기 에어나이프(135)는 압축된 건조공기를 분사함으로써 용융된 철을 제거할 수 있다. 이 경우 압축 건조공기 압력(Pa)은 0.2 kg/cm2 이상일 수 있다. 상기 압축된 건조공기의 압력이 0.2kg/ cm2 미만인 경우에는 홈(13) 내부의 용융된 철을 충분히 제거할 수 없기 때문에 철손을 개선하기 어려운 문제점이 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는 앞서 설명한 장력제어설비(110), 강판지지롤 위치조절설비(120), 레이저 조사설비(130) 외에 사행제어설비(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 사행제어설비(140)는 강판(10)이 생산 라인을 따라 이동하더라도 안정적으로 자구미세화처리를 할 수 있도록 강판(10)의 위치를 제어하는 역할을 한다. 다시 말하면, 상기 강판(10)이 생산 라인의 중앙을 따라 좌우로 치우침이 없이 똑바로 이동하게 하는 역할을 한다.
강판(10)은 생산 라인을 따라 이동하면서 순차적으로 다양한 공정을 거치게 된다. 이 때, 생산 라인의 이동 방향을 기준으로 할 때, 상기 강판(10)이 생산 라인의 중앙에서부터 좌우로 치우진 정도를 사행량으로 정의할 수 있다. 상기 강판(10)의 사행량이 크면 상기 강판(10)이 상기 강판지지롤 위치조절설비(120) 위에서 좌우로 치우쳐 위치하게 되기 때문에, 상기 강판(10) 표면에 형성되는 홈(13)이 원하는 형상 및 위치에 형성되지 않고 강판지지롤 위치조절설비(120)가 레이저 빔(134)에 의해 손상을 입을 수 있다. 또한, 상기 장력제어설비(110) 위에서 상기 강판(10)이 좌우로 치우쳐 위치하게 되는 경우 상기 강판(10)의 장력을 정확히 조절기 어렵다. 이 경우, 상기 강판(10) 상에 잘못된 형상의 홈(13)이 형성되므로 자구미세화가 충분히 이루어지지 않고 전기강판의 철손도 개선되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 사행량을 조절함으로써 상기 강판(10)의 좌우 위치를 제어하여 이와 같은 문제를 방지할 수 있다.
상기 사행제어설비(140)는 강판(10)을 상부에 두어 상기 강판(10)을 생산 라인 방향 및 좌우로 이동시키는 사행제어설비롤(143), 상기 강판(10)이 생산 라인의 중앙에서 벗어난 사행량을 측정하는 사행측정센서(142) 및 상기 사행측정센서(142)에서 측정된 사행량을 바탕으로 상기 사행제어설비롤(143)을 제어하여 상기 강판(10)의 좌우 위치를 조절하는 강판중앙위치제어계(141)를 포함할 수 있다.
상기 강판중앙위치제어계(141)는 사행제어설비롤(143)의 축을 회전시키거나 이동시켜 상기 강판(10)이 움직이는 방향을 조정함으로써, 강판(10)의 좌우 위치를 조절할 수 있다. 상기 강판(10)의 표면에 정확한 홈(13)을 형성하기 위해, 2m/s 이상의 고속으로 강판(10)을 이동시키는 조건에서의 사행량을 1mm이내로 제어함이 바람직하다.
강판(10)의 사행량이 과도하면, 상기 강판(10)이 레이저 빔(134) 조사위치에서 벗어나게 되어 상기 레이저 빔(134)이 강판지지롤(123) 상에 조사되어 상기 강판지지롤(123)이 손상될 수 있다. 강판(10)의 사행량을 1mm 이내로 제어하는 경우에도 순간적으로 강판(10)의 위치가 어긋나는 경우에는 레이저 빔(134)에 의한 강판지지롤(123)의 손상을 막을 수 없다. 이러한 강판지지롤(123)의 손상을 방지하기 위해 강판(10)의 사행량이 일정한 범위를 벗어나면 레이저 빔(134)의 조사를 강제적으로 중지시킬 필요가 있다.
상기 레이저 조사설비(130)의 레이저 발진제어계(133)는 상기 사행측정센서(142)로부터 사행량에 대한 정보를 지속적으로 수집하여 강판(10)의 사행량이 일정한 범위를 벗어나면 레이저 빔(134)의 발진을 중지하도록 할 수 있다. 이 경우, 강판지지롤(123)의 손상 방지를 위해 사행량이 15mm를 초과하는 경우 레이저 빔(134)의 발진을 중지하도록 설정함이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치의 개략도로서, 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 중에서 강판지지롤 위치조절설비(120), 레이저 조사설비(130) 및 강판지지롤 보호설비(150) 부분을 도시한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치는 강판지지롤 보호설비(150)를 더 포함할 수 있다.
강판지지롤 보호설비(150)는 강판(10)의 이동방향을 기준으로 할때, 상기 강판(10)의 좌우 끝단에 위치하는 크랙(12)의 크기를 측정하여 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 조절하여 강판지지롤 위치조절설비(120)가 레이저 빔(134)에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 강판지지롤 보호설비(150)는 레이저 빔(134)으로부터 강판지지롤 위치조절설비(120)를 보호하는 강판지지롤 보호막(153), 강판(10)의 좌우 끝단에 위치하는 크랙(12)의 크기를 측정하는 크랙측정센서(152), 상기 크랙측정센서(152)에 의해 측정된 값을 기초로 상기 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 조절하는 강판지지롤 보호막위치제어계(151)를 포함할 수 있다.
도 5는 C-Y>0 인 조건에서 강판지지롤 보호설비(150)의 작동 방법을 도시한 개략도이고, 도 6은 C-Y≤0 인 조건에서 강판지지롤 보호설비(150)의 작동 방법을 도시한 개략도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 강판지지롤 위치조절설비(120) 상의 강판(10)의 생산라인에 따른 이동방향을 기준으로할 때, 상기 강판(10)의 측면 끝단을 보호하도록 설정된 최소 거리를 Y, 상기 강판지지롤 위치조절설비(120)를 보호하기 위해 상기 강판지지롤 보호막(153)을 움직이도록 설정된 상기 강판(10)의 이탈 거리를 Z, 상기 크랙측정센서(152)에 의해 측정된 크랙(12)의 크기를 C라고 하면, C-Y>0 인 조건을 만족하는 경우에는 상기 강판지지롤 보호막(153)이 상기 강판(10)의 측면 끝단(11)에서부터 C+Z 거리만큼 덮도록 상기 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 이동시키고, C-Y≤0 인 조건을 만족하는 경우에는 상기 강판지지롤 보호막(153)이 상기 강판(10)의 측면 끝단(11)에서부터 Y 거리만큼 덮도록 상기 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 이동시킴으로써 상기 강판지지롤 위치조절설비(120)를 상기 레이저 빔(134)으로부터 보호할 수 있다.
다시 구체적으로 설명한다. 강판(10)이 강판지지롤(123) 상에 위치하기 전에 크랙측정센서(152)에 의해 상기 강판(10)의 좌우 끝단(11)에 위치하는 크랙(12)의 크기를 측정한다. 이 때, 강판(10)의 좌우 끝단(11)은 상기 강판(10)이 생산 라인을 따라 이동하는 방향을 기준으로 하는 것이며, 크랙(12)의 크기는 도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 강판(10)의 끝단으로부터 강판(10) 중앙 방향에 대해 측정된 크랙(12)의 길이이다. 상기 크랙측정센서(152)에 의해 측정된 크랙(12)의 크기는 강판지지롤 보호막위치제어계(151)에 전달되고 아래와 같이 분석될 수 있다.
상기 측정된 크랙(12)의 크기를 C, 강판(10)의 좌우 끝단을 보호하기 위해 설정된 최소 거리를 Y, 강판(10)이 생산 라인을 따라 이동하면서 이동방향의 중심부를 이탈하는 경우 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 이동시키도록 설정된 최소 값을 Z로 정의할 수 있다. 상기 Z에 대하여 다시 설명하면, 상기 강판(10)의 중심이 생산 라인의 중심부에 대해 Z 이상으로 이탈하면 강판지지롤 보호막위치제어계(151)가 상기 강판지지롤 보호막(153)을 이동시켜 강판지지롤(123)을 보호하도록 설정된 기준 값이다.
강판(10)의 좌우 끝단의 크랙(12)의 크기 C가 Y보다 큰 경우, 상기 강판지지롤 보호막(153)의 거동은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같다. 도 5a와 같이 C가 Y보다 큰 것이 측정된 경우, 도 5b와 같이 상기 강판지지롤 보호막(153)이 상기 강판(10)의 측면 끝단에서부터 Y+Z 거리만큼 덮도록 상기 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 이동시킴으로써 상기 강판지지롤 위치조절설비(120)를 상기 레이저 빔(134)으로부터 보호할 수 있다.
강판(10)의 좌우 끝단에 크랙(12)이 없거나 크랙(12)의 크기 C가 Y보다 작거나 같은 경우, 상기 강판지지롤 보호막(153)의 거동은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같다. 도 6a와 같이 C가 Y보다 작은 것이 측정된 경우, 도 6b와 같이 상기 강판지지롤 보호막(153)이 상기 강판(10)의 측면 끝단에서부터 Y 거리만큼 덮도록 상기 강판지지롤 보호막(153)의 위치를 이동시킴으로써 상기 강판지지롤 위치조절설비(120)를 상기 레이저 빔(134)으로부터 보호할 수 있다.
실시 예
하기 표 1은 방향성 전기강판에 있어서 강판의 표면에 홈을 형성하기 전 및 본 발명의 실시 예를 따라 강판의 표면에 홈을 형성한 후의 철손 개선율을 비교한 것이다.
하기 표 1에서 홈을 형성함에 있어서, 장력제어설비에 의해 강판의 장력을 2.5kgf/mm2으로 설정하였고, 레이저 빔은 에너지 밀도는 4.0J/mm2인 싱글 모드 연속파 레이저 빔을 사용하였다. 강판의 표면에 형성된 홈은 상부폭 60μm, 하부폭 80μm, 깊이 25μm로 형성하였다. 또한, 홈의 간격은 20mm로 설정하였다.
홈 형성 전 철손 개선율(%) 홈 형성 후 철손 개선율(%) 개선율 변화량(%)
1 9.5 11.6 2.1
2 9.7 12.9 3.2
3 11.5 13.5 2.0
4 8.4 11.6 3.2
5 8.6 11.8 3.2
6 8.5 11.7 3.2
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 강판의 표면에 홈을 형성한 경우 철손 개선율이 최소 2.1% 이상 개선된 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따르는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 그 방법을 통하여 방향성 전기강판의 자구미세화가 가능하고, 이로서 철손 개선이 가능하다.
10: 강판
11: 강판의 끝단 면
12: 크랙
13: 홈
110: 장력제어설비
111: 강판장력제어계
112: 장력측정센서
113: 장력제어설비롤
120: 강판지지롤 위치조절설비
121: 강판지지롤 위치제어계
122: 휘도측정센서
123: 강판지지롤
130: 레이저 조사설비
131: 광학계
132: 레이저 발진기
133: 레이저 발진제어계
134: 레이저 빔
135: 에어나이프
140: 사행제어설비
141: 강판중앙위치제어계
142: 사행측정센서
143: 사행제어설비롤
150: 강판지지롤 보호설비
151: 강판지지롤 보호막위치제어계
152: 크랙측정센서
153: 강판지지롤 보호막

Claims (20)

  1. 강판의 위치를 제어하는 강판지지롤 위치조절설비;
    상기 강판의 장력을 조절하는 장력제어설비;
    상기 강판에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하는 레이저 조사설비;및
    상기 레이저 빔이 상기 강판지지롤 위치조절설비에 조사되는 것을 방지하는 강판지지롤 보호설비;를 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강판지지롤 위치조절설비는 상기 레이저 빔의 초점심도(Depth of Focus) 내에 상기 강판이 위치하도록 강판의 높이를 조절하여 상기 강판의 위치를 제어하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 강판지지롤 위치조절설비는 상기 강판을 지지하고 위치를 조절하는 강판지지롤 및 상기 강판이 레이저의 초점심도 내에 위치하는 지 여부를 감지하는 휘도측정센서를 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장력제어설비는 1~4kgf/mm2의 범위에서 상기 강판의 장력을 제어하고, 상기 제어된 장력의 오차를 ±1% 이내로 제어하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 조사설비에서 방출된 레이저 빔에 의해 상기 강판 상에 새겨지는 홈은, 상부폭 70μm 이하, 하부폭 10μm 이하, 깊이 3~30μm이고, 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 1.0~5.0J/mm2인 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 강판이 이동함에 따라 이동하는 방향의 좌우 측면으로 정해진 범위를 벗어나는 것을 방지하는 사행제어설비를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레이저 조사설비는, 상기 강판이 정해진 범위를 벗어난 정도인 사행량이 기준값을 벗어나는 경우 상기 레이저 빔의 방출을 정지시키는 레이저 발진제어계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 강판지지롤 보호설비는 상기 레이저 빔으로부터 상기 강판지지롤 위치조절설비를 보호하는 강판지지롤 보호막 및 상기 강판지지롤 위치조절설비 위의 강판의 이동방향을 기준으로할 때 상기 강판의 측면 끝단에 위치하는 크랙의 크기를 측정하는 크랙 측정센서를 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 강판지지롤 위치조절설비 상의 강판의 이동방향을 기준으로할 때, 상기 강판의 측면 끝단을 보호하도록 설정된 최소 거리를 Y, 상기 강판이 이탈하는 경우 상기 강판지지롤 위치조절설비를 보호하기 위해 상기 강판지지롤 보호막을 움직이도록 설정된 상기 강판의 최소 이탈 거리를 Z, 상기 크랙 측정센서에 의해 측정된 크랙의 크기를 C라고 하면,
    C-Y>0 인 조건을 만족하는 경우에는 상기 강판지지롤 보호막이 상기 강판의 측면 끝단에서부터 C+Z 거리만큼 상기 강판을 덮도록 상기 강판지지롤 보호막의 위치가 이동하고,
    C-Y≤0 인 조건을 만족하는 경우에는 상기 강판지지롤 보호막이 상기 강판의 측면 끝단에서부터 Y 거리만큼 상기 강판을 덮도록 상기 강판지지롤 보호막의 위치가 이동하는 방향성 전기강판의 자구미세화 장치.
  11. 강판의 장력을 조절하는 단계;
    강판의 위치를 제어하는 단계; 및
    상기 위치가 제어되고 장력이 조절된 강판에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 강판은 강판지지롤 위치조절설비 위에서 이동하며, 상기 강판의 위치를 제어하는 단계는 상기 레이저 빔이 상기 강판의 하부에 배치된 상기 강판지지롤 위치조절설비에 조사되는 것을 방지하기 위해 강판지지롤 보호막의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    강판의 위치를 제어하는 단계는, 상기 레이저 빔의 초점심도(Depth of Focus) 내에 상기 강판이 위치하도록 하여 상기 강판의 위치를 제어하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    강판의 위치를 제어하는 단계는, 상기 강판이 레이저 빔의 초점 심도 내에 위치하는 지 여부를 감지하는 단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 강판의 장력을 조절하는 단계는, 1~4kgf/mm2의 범위에서 상기 강판의 장력을 제어하고, 상기 제어된 장력의 오차를 ±1% 이내로 제어하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 레이저 빔에 의해 강판 상에 새겨지는 홈은, 상부폭 70μm 이하, 하부폭 10μm 이하, 깊이 3~30μm이고, 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 1.0~5.0J/mm2인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 강판이 이동함에 따라 정해진 범위를 벗어나지 않도록 강판의 사행량을 제어하는 단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 사행량이 기준값을 벗어나는 경우 상기 레이저 빔의 방출을 정지시키는 단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  18. 삭제
  19. 제11항에 있어서,
    상기 강판지지롤 위치조절설비 위의 강판의 이동방향을 기준으로 할 때, 상기 강판지지롤 보호막의 위치를 조절하는 단계는 상기 강판의 측면 끝단에 위치하는 크랙의 크기를 측정하는 단계를 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 강판지지롤 위치조절설비 상의 강판의 이동방향을 기준으로할 때, 상기 강판의 측면 끝단을 보호하도록 설정된 최소 거리를 Y, 상기 강판이 이탈하는 경우 상기 강판지지롤 위치조절설비를 보호하기 위해 상기 강판지지롤 보호막을 움직이도록 설정된 상기 강판의 최소 이탈 거리를 Z, 상기 크랙의 크기를 C라고 하면,
    C-Y>0 인 조건을 만족하는 경우에는 상기 강판지지롤 보호막이 상기 강판의 측면 끝단에서부터 C+Z 거리만큼 상기 강판을 덮도록 상기 강판지지롤 보호막의 위치가 이동하고,
    C-Y≤0 인 조건을 만족하는 경우에는 상기 강판지지롤 보호막이 상기 강판의 측면 끝단에서부터 Y 거리만큼 상기 강판을 덮도록 상기 강판지지롤 보호막의 위치가 이동하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018117510A2 (ko) 2016-12-23 2018-06-28 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 자구미세화 방법과 그 장치
KR101892230B1 (ko) * 2016-12-23 2018-08-27 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 자구미세화 방법과 그 장치
KR102153193B1 (ko) * 2018-12-10 2020-09-07 주식회사 포스코 레이저 빔 체크장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532929A (ja) * 2004-04-19 2007-11-15 シック アイヴィピー エービー 分配システムにおける測定装置および方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK172081A (da) 1980-04-21 1981-10-22 Merck & Co Inc Mercaptoforbindelse og fremgangsmaade til fremstilling deraf
FR2508710B1 (fr) 1981-06-26 1985-12-27 Wonder Perfectionnement aux melanges cathodiques de piles seches au bioxyde de manganese-zinc a electrolyte salin
JPH0816362B2 (ja) 1992-08-14 1996-02-21 北海道農材工業株式会社 外部モルタル吹付け断熱壁とその構築法
KR100293190B1 (ko) * 1996-12-13 2001-11-22 이구택 코일용접부사행제어장치
KR101286246B1 (ko) * 2010-12-27 2013-07-15 주식회사 포스코 방향성 전기강판의 자구미세화 장치 및 자구미세화 방법
KR101382645B1 (ko) * 2012-05-16 2014-04-08 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532929A (ja) * 2004-04-19 2007-11-15 シック アイヴィピー エービー 分配システムにおける測定装置および方法

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