取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种取向电工钢板的磁畴细化方法，对设备和工艺进行优化，以提高磁畴细化效率以及改善操作性，使得能够扩大处理能力，该方法包含：支撑沿生产线前行的所述钢板并控制所述钢板的上下方向位置的钢板支撑辊位置调整步骤；通过照射激光束使所述钢板熔化以在所述钢板的表面形成沟槽的激光照射步骤，所述激光照射步骤还包含：向钢板照射激光束的光学系统相对于钢板旋转以将激光束的照射线角度相对于钢板的宽度方向进行变换的角度变换步骤；以及沿着所述钢板的宽度方向根据激光束的焦距变化改变支撑钢板的钢板支撑辊的倾斜度的焦距维持步骤。

Domain refinement method and device of oriented electrical steel plate

The invention provides a domain refinement method of oriented electrical steel plate, which optimizes the equipment and process to improve the domain refinement efficiency and operability, so as to expand the processing capacity. The method comprises the following steps: supporting the steel plate along the production line and controlling the up and down position of the steel plate; adjusting the position of the steel plate support roller by irradiating the laser beam The laser irradiation step of the steel plate melting to form a groove on the surface of the steel plate, the laser irradiation step further comprises the following steps: the optical system for irradiating the laser beam to the steel plate rotates with respect to the steel plate to transform the angle of the laser beam with respect to the width direction of the steel plate; and changing the branch along the width direction of the steel plate according to the change of the focal length of the laser beam The focus maintaining step of the inclination of the steel plate supporting roll supporting the steel plate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置
本专利技术涉及一种通过向取向电工钢板照射激光对钢板的磁畴进行永久性细化处理的取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置。
技术介绍
为了降低变压器等电气设备的功率损耗以及提高效率，需要一种具有铁损低以及磁通密度高的磁性能的取向电工钢板。为了减少取向电工钢板的铁损公开了一种技术，即对钢板表面通过机械方法或照射激光束相对于轧制方向沿垂直方向进行磁畴细化，从而减少铁损。磁畴细化方法根据去应力退火后是否维持磁畴细化改善效果大致分为临时磁畴细化和永久磁畴细化。临时磁畴细化方法的缺点是去应力退火后失去磁畴细化效果。临时磁畴细化方法通过在钢板表面形成局部性压缩应力部使磁畴细化。然而，这种方法会导致钢板表面的绝缘涂层损坏，因此需要进行再涂覆，并且磁畴细化处理不是针对最终产品，而是在中间工艺实施，因此制造成本高。对于永久磁畴细化方法，在热处理后也能维持铁损改善效果。为了永久磁畴细化处理，主要采用的技术是利用蚀刻加工法、辊加工法或激光加工法的技术。对于蚀刻加工法，存在难以控制沟槽形成深度或宽度、难以确保最终产品的铁损特性、使用酸溶液不环保的缺点。对于辊加工法，存在对机械加工的稳定性、可靠性及工艺性复杂的缺点。对于利用激光对钢板进行永久磁畴细化的加工法，在支撑钢板并调整张力的状态下，向钢板的表面照射激光束，以在钢板表面形成熔融沟槽，从而可以使磁畴细化。如此，利用激光实施磁畴细化时，需要对工艺进行更有效地改善和优化，以便可以实现高速处理、降低电工钢板的铁损以及提高磁通密度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术旨在提供一种取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置，对设备和工艺进行优化，以提高磁畴细化效率以及改善操作性，使得能够扩大处理能力。本专利技术旨在提供一种取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置，可以防止产生激光束焦距变化导致的沟槽深度偏差。本专利技术旨在提供一种取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置，可进一步提高铁损改善效率以及尽量避免磁通密度下降。本专利技术旨在提供一种取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置，可以更有效地清除激光照射而形成的隆起和飞溅物等污染物，从而能够提高产品的品质。本专利技术旨在提供一种取向电工钢板的磁畴细化方法及其装置，可以提供工艺所需的最佳操作环境。(二)技术方案本示例性实施方案的磁畴细化方法可包含：支撑沿生产线前行的钢板并控制所述钢板的上下方向位置的钢板支撑辊位置调整步骤；通过照射激光束使所述钢板熔化以在所述钢板的表面形成沟槽的激光照射步骤，所述激光照射步骤可包含：向钢板照射激光束的光学系统相对于钢板旋转以将激光束的照射线角度相对于钢板的宽度方向进行变换的角度变换步骤；以及沿着所述钢板的宽度方向根据激光束的焦距变化改变支撑钢板的钢板支撑辊的倾斜度的焦距维持步骤。在所述角度变换步骤，可将激光束的照射线角度相对于钢板的宽度方向变换成±4°的范围。所述焦距维持步骤可包含：根据光学系统旋转而产生的钢板表面的激光束焦距变化计算所述钢板支撑辊的倾斜度的倾斜角度计算步骤；以及根据倾斜角度计算步骤中求出的值使钢板支撑辊的两个端部分别上下移动以改变钢板支撑辊的倾斜度的倾斜度调整步骤。所述倾斜角度计算步骤可包含：根据所赋予的激光束照射线的角度计算光学系统的旋转角度的光学系统角度计算步骤；根据通过所述光学系统角度计算步骤求出的光学系统的旋转角度求出钢板支撑辊的倾斜角度的倾斜度计算步骤；根据倾斜度计算步骤中求出的倾斜度值计算出布置在钢板支撑辊的两个端部的各升降缸的驱动伸缩量后向各升降缸施加输出信号的支撑辊控制步骤。在所述光学系统角度计算步骤中，可由激光束的照射间距和钢板移动速度计算出根据照射线的角度进行旋转的光学系统的旋转角度。在所述激光照射步骤中，对与钢板支撑辊表面形成圆弧状接触而前行的钢板的表面，以激光束照射方向经过钢板支撑辊中心轴时的激光束照射位置为参考点，可将激光束照射在从所述参考点距离自钢板支撑辊中心沿外周面隔开的角度的位置上。在所述激光照射步骤中，可在相对于所述参考点自钢板支撑辊中心沿外周面隔开3°至7°的范围内照射激光束。所述磁畴细化方法还可包含设置及维持执行激光照射的激光室的内部操作环境的设置维持步骤。所述磁畴细化方法还可包含提供张力给所述钢板使所述钢板维持平展状态的张力控制步骤。所述磁畴细化方法还可包含使钢板沿生产线中央移动不会左右偏向的蛇行控制步骤。所述设置维持步骤可包含将激光室内部与外部隔离以阻挡外部污染物进入内部的步骤；以及控制激光室内部温度和压力及湿度的步骤。所述磁畴细化方法还可包含用于清除经激光照射步骤形成在所述钢板表面上的隆起(hillup)和飞溅物(spatter)的后处理步骤。所述后处理步骤可包含用刷辊清除附着在钢板表面上的隆起和飞溅物的刷除步骤。所述后处理步骤还可包含将钢板与碱液进行电解反应以进一步清除残留在钢板表面上的隆起和飞溅物的清洁步骤；以及用于将清洁步骤中从钢板清除而包含在碱液中的异物从碱液滤除的过滤步骤。所述蛇行控制步骤可包含测定钢板的宽度中央位置从生产线中央偏离的蛇行量的蛇行量测定步骤；以及根据所述蛇行量测定步骤中测定的钢板的蛇行量使转向辊(SteeringRoll)的轴旋转及移动来调整钢板移动的方向以控制钢板的蛇行量的蛇行量控制步骤。所述蛇行量控制步骤可将钢板的蛇行量控制在±1mm以内。所述张力控制步骤可包含通过张紧辊(TensionBridleRoll)向钢板施加张力的钢板张力施加步骤；用于测定实施所述钢板张力施加步骤的所述钢板的张力的钢板张力测定步骤；以及根据所述钢板张力测定步骤中测定的钢板的张力来调整所述张紧辊的速度以控制钢板张力的钢板张力控制步骤。所述钢板支撑辊位置调整步骤可包含将位于所述激光照射步骤的钢板用钢板支撑辊支撑的钢板支撑步骤；测定所述激光照射步骤中向钢板照射激光时产生的火花的亮度的亮度测定步骤；以及根据所述亮度测定步骤中测定的火花亮度通过钢板支撑辊位置控制系统调整钢板支撑辊的位置以控制成钢板位于激光的焦深(DepthofFocus)内的钢板支撑辊位置控制步骤。所述激光照射步骤可包含激光照射及能量传递步骤，通过接收从激光振荡器照射的激光束的光学系统将激光束照射在钢板表面以形成上部宽度、下部宽度及深度各自为70μm以内、10μm以内、3μm至30μm的的沟槽，同时将钢板的熔化所需的1.0J/mm2至5.0J/mm2范围内的激光束能量密度传递到钢板，以在照射激光束时生成残留于熔化部的沟槽内壁面上的再凝固部。所述激光照射步骤可包含激光束振荡控制步骤，通过激光振荡器控制器在正常操作条件下将用于振荡产生激光束的激光振荡器控制成导通(On)状态，当钢板的蛇行量大于等于15mm时，将激光振荡器控制成关闭(Off)状态。在所述激光照射步骤中，激光振荡器可以振荡产生单模(Singlemode)连续波激光束。在所述激光照射步骤中，光学系统通过控制激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：/n支撑沿生产线前行的钢板并控制所述钢板的上下方向位置的钢板支撑辊位置调整步骤；通过照射激光束使所述钢板熔化以在所述钢板的表面形成沟槽的激光照射步骤，/n所述激光照射步骤包含：向钢板照射激光束的光学系统相对于钢板旋转以将激光束的照射线角度相对于钢板的宽度方向进行变换的角度变换步骤；以及沿着所述钢板的宽度方向根据激光束的焦距变化改变支撑钢板的钢板支撑辊的倾斜度的焦距维持步骤，/n所述焦距维持步骤包含：根据光学系统旋转而产生的钢板表面的激光束焦距变化计算所述钢板支撑辊的倾斜度的倾斜角度计算步骤；以及根据倾斜角度计算步骤中求出的值使钢板支撑辊的两个端部分别上下移动以改变钢板支撑辊的倾斜度的倾斜度调整步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20160122 KR 10-2016-00083891.一种取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：
支撑沿生产线前行的钢板并控制所述钢板的上下方向位置的钢板支撑辊位置调整步骤；通过照射激光束使所述钢板熔化以在所述钢板的表面形成沟槽的激光照射步骤，
所述激光照射步骤包含：向钢板照射激光束的光学系统相对于钢板旋转以将激光束的照射线角度相对于钢板的宽度方向进行变换的角度变换步骤；以及沿着所述钢板的宽度方向根据激光束的焦距变化改变支撑钢板的钢板支撑辊的倾斜度的焦距维持步骤，
所述焦距维持步骤包含：根据光学系统旋转而产生的钢板表面的激光束焦距变化计算所述钢板支撑辊的倾斜度的倾斜角度计算步骤；以及根据倾斜角度计算步骤中求出的值使钢板支撑辊的两个端部分别上下移动以改变钢板支撑辊的倾斜度的倾斜度调整步骤。


2.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述角度变换步骤，将激光束的照射线角度相对于钢板的宽度方向变换成±4°的范围。


3.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述激光照射步骤中，对与钢板支撑辊表面形成圆弧状接触而前行的钢板的表面，以激光束照射方向经过钢板支撑辊中心轴时的激光束照射位置为参考点，将激光束照射在从所述参考点距离自钢板支撑辊中心沿外周面隔开的角度的位置上。


4.根据权利要求3所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述激光照射步骤中，在相对于所述参考点自钢板支撑辊中心沿外周面隔开3°至7°的范围内照射激光束。


5.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
所述倾斜角度计算步骤包含：根据所赋予的激光束照射线的角度计算光学系统的旋转角度的光学系统角度计算步骤；根据通过所述光学系统角度计算步骤求出的光学系统的旋转角度求出钢板支撑辊的倾斜角度的倾斜度计算步骤；以及根据倾斜度计算步骤中求出的倾斜度值计算出布置在钢板支撑辊的两个端部的各升降缸的驱动伸缩量后向各升降缸施加输出信号的支撑辊控制步骤。


6.根据权利要求5所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述光学系统角度计算步骤中，由激光束的照射间距和钢板移动速度计算出根据照射线的角度进行旋转的光学系统的旋转角度。


7.根据权利要求5所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其还包含设置及维持执行激光照射的激光室的内部操作环境的设置维持步骤，
所述设置维持步骤包含将激光室内部与外部隔离以阻挡外部污染物进入内部的步骤；以及控制激光室内部温度和压力及湿度的步骤。


8.根据权利要求5所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其还包含提供张力给所述钢板使所述钢板维持平展状态的张力控制步骤。


9.根据权利要求5所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其还包含使所述钢板沿生产线中央移动不会左右偏向的蛇行控制步骤。


10.根据权利要求5所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其还包含用于清除经所述激光照射步骤形成在所述钢板表面上的隆起和飞溅物的后处理步骤。


11.一种取向电工钢板的磁畴细化装置，包含：
支撑沿生产线移动的钢板并控制钢板的上下方向位置的钢板支撑辊位置调整设备、以及用于照射激光束使钢板熔化以在所述钢板的表面形成沟槽的激光照射...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圭泽，千明植，洪盛喆，闵基荣，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR