本申請是分案申請,其原申請的國際申請?zhí)枮閜ct/jp2012/008267,中國國家申請?zhí)枮?01280064470.3,申請日為2012年12月25日,發(fā)明名稱為“取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置”。
本發(fā)明涉及鐵損改善裝置,其供于對取向性電磁鋼板實施磁疇細化的處理而改善該取向性電磁鋼板的鐵損。
背景技術(shù):
取向性電磁鋼板主要用作變壓器的鐵芯,要求其磁化特性優(yōu)異,尤其要求鐵損低。
為此,重要的是使鋼板中的二次再結(jié)晶晶粒高度集中于(110)[001]取向(所謂的高斯取向)和降低產(chǎn)品鋼板中的雜質(zhì)。然而,控制晶體取向和降低雜質(zhì)在與制造成本的均衡等方面存在極限。因此,開發(fā)了通過物理方法向鋼板表面導入不均勻性(應變),使磁疇寬度細化而降低鐵損的技術(shù),即磁疇細化技術(shù)。
例如專利文獻1中提出了一種技術(shù),其中,對最終產(chǎn)品板照射激光,向鋼板表層導入線狀高位錯密度區(qū)域,使磁疇寬度變窄,由此降低鋼板鐵損。該使用激光照射的磁疇細化技術(shù)之后經(jīng)過改良(參照專利文獻2、專利文獻3和專利文獻4),能夠得到鐵損特性良好的取向性電磁鋼板。
作為用于進行這種激光照射的裝置,需要在鋼板的寬度方向(相對于軋制方向成直角的方向)上以線狀照射激光束的功能,例如在專利文獻5中公開了使用振鏡的方法,并且在專利文獻6中公開了使用旋轉(zhuǎn)多面鏡的方法。兩種方法均在鋼板的寬度方向以特定條件進行激光束掃描。
另外,專利文獻7中提出了通過照射電子束來控制磁疇寬度的技術(shù)。在該通過電子束照射降低鐵損的方法中,電子束的掃描可以通過磁場控制從而高速進行。因此,不具有在激光束的光學掃描機構(gòu)中所見到的那種機械式活動部,因而尤其有利于想要對1米以上的寬幅的連續(xù)鋼帶連續(xù)且高速地照射電子束的情況。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特公昭57-2252號公報
專利文獻2:日本特開2006-117964號公報
專利文獻3:日本特開平10-204533號公報
專利文獻4:日本特開平11-279645號公報
專利文獻5:日本特開昭61-48528號公報
專利文獻6:日本特開昭61-203421號公報
專利文獻7:日本特公平06-072266號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
為了使用這些裝置對取向性電磁鋼板的鋼帶以相同條件且連續(xù)地照射激光束,需要使鋼帶的送板速度保持恒定,但在工業(yè)生產(chǎn)中,在進行激光照射的加工線的進料側(cè)或出料側(cè)等處,為了交換卷材(卷取鋼帶而成)或?qū)庸ぞ€內(nèi)設備進行調(diào)整、檢查,需要使鋼帶輸送速度減慢,因此為了在進行激光照射的加工線中央部處實現(xiàn)恒定速度的送板,需要同時設置活套(looper)等大型設備。
因此,本發(fā)明的目的在于提出一種裝置構(gòu)成,該裝置構(gòu)成即使在取向性電磁鋼板的送板速度變動的情況下,也可以利用激光束、電子束等高能量束照射切實地對取向性電磁鋼板進行磁疇細化。
用于解決問題的手段
于是,近年來開發(fā)了半導體激光器、光纖激光器等控制性優(yōu)異的激光振蕩器,可以以高響應性容易地控制所激發(fā)的激光束的輸出功率值和輸出的開/關。因此,如果能提供可以靈活應對取向性電磁鋼板的送板速度的變化的照射裝置,則存在可以充分享用這些激光的特性,并且能夠簡化設備、提高操作自由度的優(yōu)點。
另外,在電子束的照射中,如果可以靈活應對取向性電磁鋼板的送板速度的變化,也同樣可以期望簡化設備、提高操作的自由度。
因此,本發(fā)明人研究了取向性電磁鋼板的鐵損降低裝置的構(gòu)成,該鐵損降低裝置可以容易地根據(jù)取向性電磁鋼板的送板速度以任意間隔重復進行激光束、電子束等高能量束照射,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明的主旨構(gòu)成如下所述。
(1)一種取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置,該鐵損改善裝置在橫切最終退火后的取向性電磁鋼板的輸送路徑的方向上掃描高能量束從而對輸送中的該鋼板表面照射高能量束,由此來進行磁疇細化,其特征在于,
在與上述鋼板的輸送方向成直角的方向上掃描上述高能量束的照射機構(gòu)具備如下功能:將該掃描方向定向為向輸送方向傾斜、并相對于上述直角方向具有基于上述輸送路徑中的鋼板的送板速度得到的角度。
(2)如上述(1)所述的取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置,其特征在于,上述高能量束為激光束。
(3)如上述(2)所述的取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置,其特征在于,上述照射機構(gòu)中激光束的掃描鏡與上述鋼板之間的光路長度為300mm以上。
(4)如上述(2)或(3)所述的取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置,其特征在于,將上述激光束從振蕩器傳輸至用于照射光束的光學系統(tǒng)的光纖的芯徑為0.1mm以下。
(5)如上述(1)所述的取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置,其特征在于,上述高能量束為電子束。
(6)如上述(5)所述的取向性電磁鋼板的鐵損改善裝置,其特征在于,上述照射機構(gòu)中電子束的偏轉(zhuǎn)線圈與上述鋼板之間的距離為300mm以上。
發(fā)明效果
通過使用本發(fā)明的鐵損改善裝置對輸送中的取向性電磁鋼板進行激光照射,即使在送板速度變動的情況下,也可以利用激光照射切實地進行磁疇細化。因此,能夠穩(wěn)定地提供低鐵損的取向性電磁鋼板。
附圖說明
圖1為示意性地表示本發(fā)明中的鐵損改善裝置的圖。
圖2a和圖2b為表示本發(fā)明中的激光束的掃描要領的圖。
圖3為表示本發(fā)明中的鐵損改善裝置的主要部件的圖。
圖4為表示本發(fā)明中的另一種鐵損改善裝置的主要部件的圖。
圖5為表示本發(fā)明中的利用電子束的鐵損改善裝置的主要部件的圖。
具體實施方式
下面,參照附圖,對本發(fā)明的鐵損改善裝置進行詳細說明。
圖1中示出本發(fā)明的鐵損改善裝置的基本構(gòu)成。如圖1所示,該裝置中,從開卷機1送出最終退火后的取向性電磁鋼板(以下簡稱為鋼板)s,在該鋼板s通過支撐輥2、2之間的過程中,從激光照射機構(gòu)4向鋼板s上的激光照射部5照射激光束r,進行磁疇細化。經(jīng)過利用激光照射的磁疇細化后的鋼板s被張力卷取機6卷取。需要說明的是,在附圖示例中,符號3是測量輥,其用于測定支撐輥2、2之間的鋼板s的送板速度。
于是,為了利用激光照射對鋼板s實施磁疇細化,對于在支撐輥2、2間輸送的輸送中的鋼板s,需要在與其軋制方向成直角的方向(以下稱作軋制直角方向)上照射激光,并且必須對應于鋼板s的送板速度而將激光照射定向為從軋制直角方向向輸送方向傾斜。因此,在本發(fā)明的裝置中,通過如下所示的激光的照射機構(gòu)來實現(xiàn)跟隨鋼板s的輸送的激光照射。
首先,上述裝置需要具備檢測鋼板s在激光照射部5處的送板速度的功能。具體來說,除了使用圖示的測量輥3的檢測方法之外,還可以采用張緊輥等的圓周速度與鋼板的送板速度一致時由該輥的轉(zhuǎn)速求出的方法、或根據(jù)開卷機、張力卷取機的轉(zhuǎn)速和卷取卷材直徑(實測或者計算值)求出的方法等。
此處,下面對照射機構(gòu)進行詳細說明,如圖2a中以虛線所示的那樣,在鋼板s的軋制直角方向上照射激光束r來實現(xiàn)磁疇細化時,照射機構(gòu)用于在輸送中的鋼板s上切實地沿該鋼板寬度方向(軋制直角方向)掃描激光束r。即,如圖2b中對輸送中的鋼板s照射激光束r時的掃描要領所示的那樣,例如考慮到利用一臺掃描機構(gòu)在寬度方向的長度w(m)上掃描激光束的情況時,若將鋼板s的送板速度記為v1(m/s)、并且將激光束在鋼板的軋制直角方向上的掃描速度記為v2(m/s),則為了在鋼板s上切實地沿該鋼板寬度方向(軋制直角方向)掃描激光束r,在以速度v2(m/s)沿與鋼板s的輸送方向成直角的方向掃描激光束r的照射機構(gòu)中附加以速度v1(m/s)沿輸送方向掃描激光束r而使激光束r跟隨鋼板s的功能即可。
需要說明的是,掃描一束激光束來進行照射的寬度方向的長度w受到激光振蕩器的臺數(shù)、一束射束掃描所需要的時間(由掃描速度v2、用于控制的計算時間、掃描鏡的工作時間等決定)和在掃描區(qū)域的邊緣處的射束形狀變形的容許范圍等制約,通常設計為50mm~500mm。
另外,速度v2按照對鋼板賦予適于磁疇細化的應變分布的條件進行調(diào)整,但是,在脈沖激光的情況下由激光輸出功率、照射點間隔和脈沖重復頻率所決定,在連續(xù)激光的情況下由激光輸出功率和束斑直徑所決定。
如此,以速度v2(m/s)沿與鋼板s的輸送方向成直角的方向掃描激光束r,同時以速度v1(m/s)跟隨鋼板s而沿輸送方向進行掃描,由此激光束r的方向被定向為向輸送方向傾斜、并相對于與輸送方向成直角的方向具有角度θ=tan-1(v1/v2)。
例如除了沿與輸送方向成直角的方向進行掃描的掃描鏡之外,靠近該鏡配置振動(搖頭)的鏡或旋轉(zhuǎn)多面鏡,所得到的照射機構(gòu)也適合用于實現(xiàn)該激光束掃描的定向。即,利用靠近掃描鏡而配置的振鏡或旋轉(zhuǎn)多面鏡以速度v1(m/s)沿輸送方向掃描激光束r。
進一步,對于在與輸送方向成直角的方向進行掃描的照射機構(gòu)而言,也可以相對于其直角方向僅傾斜角度θ=tan-1(v1/v2)、同時將掃描速度控制為(v12+v22)1/2,由此進行處理。
在任何實施方式中,為了使激光的整個掃描區(qū)域均為同等的能量密度,優(yōu)選使束斑的掃描鏡與鋼板之間的光路長度為300mm以上。即,若該光路長度短,則例如會以傾斜角大的狀態(tài)斜著對鋼板的寬度方向端部照射光束,因此照射得到的束斑形狀相比于中央部從圓擴大面積至橢圓狀。因此,相比于在寬度方向中央部的照射,在寬度方向端部的照射的能量密度降低,因此是不優(yōu)選的。因此,上述光路長度優(yōu)選為300mm以上。
另一方面,為了抑制因振動等導致的照射位置偏移、實現(xiàn)設置有助于確保安全性或清潔性的罩(cover),上述光路長度優(yōu)選為1200mm以下。
此處,作為激光振蕩器,為了維持上述長的光路長度時的聚光性,優(yōu)選使用光纖激光器、盤型激光器、板條co2激光器等可以激發(fā)出聚光性高的激光束的激光振蕩器,其振蕩形式可以為脈沖振蕩或連續(xù)振蕩中任一種形式。特別是,對于聚光性優(yōu)異且可以得到能進行光纖傳輸?shù)牟ㄩL的激光束的單模光纖激光器這樣的振蕩器而言,由于可以容易地適用芯徑為0.1mm以下的傳輸光纖,因此可以更適合地用于本發(fā)明中。
利用激光照射得到的熱應變可以為連續(xù)線狀或虛線狀中的任一種。該線狀的應變導入?yún)^(qū)域以2mm以上且20mm以下的間隔在軋制方向上反復形成,但其最佳間隔根據(jù)鋼板的粒徑、<001>軸與軋制方向的偏離角進行調(diào)整。
激光的優(yōu)選照射條件如下:例如yb光纖激光器的情況下,輸出功率為50w~500w,照射束斑直徑為0.1mm~0.6mm,在軋制直角方向按照10m/s以連續(xù)線狀照射得到的照射線按照在軋制方向以2mm~10mm間隔重復。
上面,作為高能量束,對于使用激光的情況進行了說明,但是在照射電子束的情況下,也與上述激光照射一樣,通過進行控制從而按照相對于與鋼板的輸送方向成直角的方向僅傾斜角度θ的方式進行照射,由此在輸送速度任意變化時,也可以維持恒定的照射模式。
作為實現(xiàn)這種控制的裝置,下述照射機構(gòu)是適合的:該照射機構(gòu)中,對于提供使電子束在與鋼板輸送方向正交的方向上掃描的磁場的偏轉(zhuǎn)線圈,進一步組合有使電子束向鋼板輸送方向偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)線圈。
進一步,除了在與鋼板輸送方向成直角的方向上進行掃描的偏轉(zhuǎn)線圈,也可以使該偏轉(zhuǎn)線圈相對于該直角方向僅傾斜角度θ=tan-1(v1/v2)、同時將掃描速度控制為(v12+v22)1/2,由此進行處理。此時,也可以使安裝有偏轉(zhuǎn)線圈的電子槍整體僅傾斜角度θ。另外,也可以使用通過以包圍電子束方式卷繞的線圈施加與射束中心軸平行的磁場從而使射束的偏轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的方法、即所謂的利用旋轉(zhuǎn)校正線圈來調(diào)整旋轉(zhuǎn)角。
在電子束照射中,為了使電子束的整個掃描區(qū)域為同等的能量密度,電子束的偏轉(zhuǎn)線圈與鋼板之間的距離也優(yōu)選為300mm以上。另一方面,從抑制束徑擴大的觀點出發(fā),上述的偏轉(zhuǎn)線圈與鋼板之間的距離優(yōu)選為1200mm以下。
需要說明的是,本發(fā)明中作為改善鐵損的對象的取向性電磁鋼板只要是以往公知的取向性電磁鋼板,就可以為任意種類,但是需要是最終退火和形成張力覆膜后的取向性電磁鋼板。即,用于使作為取向性電磁鋼板特征的高斯取向二次再結(jié)晶晶粒生長的最終退火、以及形成張力絕緣覆膜和張力效果的體現(xiàn)均需要高溫下的熱處理。然而,這樣的高溫處理會消除或減少導入鋼板的應變,因此這些熱處理需要在本發(fā)明的磁疇細化處理前實施。
另外,對于實施磁疇細化處理后的取向性電磁鋼板的鐵損而言,二次再結(jié)晶晶粒的取向集聚越高則鐵損越低。作為該取向集聚的指標,常用b8(以800a/m進行磁化時的磁通密度),而對于適用本發(fā)明的裝置的取向性電磁鋼板而言,b8優(yōu)選為1.88t以上,更優(yōu)選為1.92t以上。
進一步,在電磁鋼板的表面形成的張力絕緣覆膜可以為以往公知的張力絕緣覆膜,但是優(yōu)選為以磷酸鋁或磷酸鎂和二氧化硅為主要成分的玻璃質(zhì)的張力絕緣覆膜。
如上所述,本發(fā)明是進行對取向性電磁鋼板導入應變處理的裝置,該取向性電磁鋼板在二次再結(jié)晶退火后形成有張力絕緣覆膜,因此,對于坯料而言,遵循取向性電磁鋼板的常規(guī)即可。例如可以使用含有si:2.0質(zhì)量%~8.0質(zhì)量%的電磁鋼坯,限定該含有范圍的理由如下所述。
si:2.0質(zhì)量%~8.0質(zhì)量%
si是對于提高鋼的電阻、改善鐵損有效的元素,但是若含量小于2.0質(zhì)量%,則無法實現(xiàn)充分的降低鐵損效果;另一方面,若超過8.0質(zhì)量%,則加工性顯著下降,并且磁通密度也下降,因此si量的范圍優(yōu)選為2.0質(zhì)量%~8.0質(zhì)量%。
進一步,對于si以外的基本成分和可選添加成分進行描述,如下所述。
c:0.08質(zhì)量%以下
c是為了改善熱軋板組織而添加的,但是若超過0.08質(zhì)量%,則在制造工序中難以將c降低至不引起磁時效的50質(zhì)量ppm以下,因此優(yōu)選為0.08質(zhì)量%以下。需要說明的是,由于不含c的坯料也能夠進行二次再結(jié)晶,因而不需要對下限進行特別設定。
mn:0.005質(zhì)量%~1.0質(zhì)量%
mn是在使熱加工性良好方面必要的元素,但是含量低于0.005質(zhì)量%的情況下,其添加效果差;另一方面,若超過1.0質(zhì)量%,則產(chǎn)品板的磁通密度下降,因此mn量的范圍優(yōu)選為0.005質(zhì)量%~1.0質(zhì)量%。
此處,為了產(chǎn)生二次再結(jié)晶而利用抑制劑時,例如如果是利用aln系抑制劑的情況則可以含有適量的al和n,并且如果是利用mns·mnse系抑制劑的情況則可以含有適量的mn與se和/或s。當然,也可以合用兩種抑制劑。此時的al、n、s和se的適宜含量分別為al:0.01質(zhì)量%~0.065質(zhì)量%、n:0.005質(zhì)量%~0.012質(zhì)量%、s:0.005質(zhì)量%~0.03質(zhì)量%、se:0.005質(zhì)量%~0.03質(zhì)量%。
進一步,本發(fā)明也可以適用于限制了al、n、s、se的含量、且沒有使用抑制劑的取向性電磁鋼板。
此時,al、n、s和se量優(yōu)選分別抑制為al:100質(zhì)量ppm以下、n:50質(zhì)量ppm以下、s:50質(zhì)量ppm以下、se:50質(zhì)量ppm以下。
除了上述基本成分以外,作為磁特性改善成分,可以適當含有如下所述的元素:
ni:0.03質(zhì)量%~1.50質(zhì)量%、sn:0.01質(zhì)量%~1.50質(zhì)量%、sb:0.005質(zhì)量%~1.50質(zhì)量%、cu:0.03質(zhì)量%~3.0質(zhì)量%、p:0.03質(zhì)量%~0.50質(zhì)量%、mo:0.005質(zhì)量%~0.10質(zhì)量%和cr:0.03質(zhì)量%~1.50質(zhì)量%中選出的至少1種。
ni是對于改善熱軋板組織從而提高磁特性有用的元素。然而,含量低于0.03質(zhì)量%的情況下,提高磁特性的效果?。涣硪环矫?,若超過1.5質(zhì)量%,則二次再結(jié)晶變得不穩(wěn)定,磁特性變差。因此,ni量的范圍優(yōu)選為0.03質(zhì)量%~1.5質(zhì)量%。
另外,sn、sb、cu、p、cr和mo分別是對于提高磁特性有用的元素,但是若均低于上述各成分的下限時,提高磁特性的效果?。涣硪环矫?,若超過上述各成分的上限量,則二次再結(jié)晶晶粒的擴展受到阻礙,因此優(yōu)選分別按照上述范圍含有上述各成分。
需要說明的是,上述成分以外的其余部分是fe和在制造工序中混入的不可避免的雜質(zhì)。
實施例1
從最終退火后涂布/燒結(jié)了張力絕緣覆膜的板厚為0.23mm且寬度為300mm的取向性電磁鋼板的卷材拉出鋼板,將鋼板連續(xù)地送入圖1的鐵損改善裝置,同時對該鋼板連續(xù)地照射激光。
此處,如圖3所示,作為鐵損改善裝置的主要部件的激光照射機構(gòu)包含2枚振鏡(檢流計鏡)9和10以及fθ透鏡11,所述振鏡9和10使通過準直器8而調(diào)整為平行光的激光束分別沿鋼板s的寬度方向和軋制方向進行掃描。即,所進行的操作如下:通過作為前者的鏡9使束斑以恒定速度沿寬度方向進行掃描,同時通過作為后者的鏡10而將激光束定向為按照相對于寬度方向具有由送板速度算出的特定角度的方式向輸送方向傾斜。
激光振蕩器7為單模yb光纖激光器,經(jīng)由芯徑為0.05mm的傳輸光纖f將激光束導光至準直器8,將通過準直器8后的束徑調(diào)整為8mm,將鋼板上的束徑調(diào)整為0.3mm的圓形。fθ透鏡11的焦距為400mm,從最初的檢流計鏡至鋼板的光路長度為520mm。
取向性電磁鋼板為普通的高取向性的取向性電磁鋼板,含有3.4質(zhì)量%的si,800a/m時的磁通密度(b8)為1.935t和1.7t、50hz時的鐵損(w17/50)為0.90w/kg;張力絕緣覆膜是普通的張力絕緣覆膜,其是通過在鎂橄欖石覆膜上對由膠態(tài)二氧化硅、磷酸鎂、鉻酸構(gòu)成的藥液在840℃進行燒結(jié)而得到的。
在該照射機構(gòu)中,使激光輸出功率為100w,使射線間隔為5mm,使束斑以v2=10m/s在寬度方向上反復進行掃描。為了在輸送方向上取消(キャンセル)用測量輥3測定的送板速度v1,按照為與照射時的送板速度v1相同速度的方式進行控制,由此來進行掃描。使送板速度v1在5m/分鐘至15m/分鐘之間的任意速度內(nèi)進行加速、減速,但是射線的角度與鋼板寬度方向一致,鋼板的鐵損特性未產(chǎn)生變動。
實施例2
從最終退火后涂布燒結(jié)了張力絕緣覆膜的板厚為0.23mm且寬度為300mm的取向性電磁鋼板的卷材拉出鋼板,將鋼板連續(xù)地送入圖1的鐵損改善裝置,同時對該鋼板連續(xù)地照射激光。
此處,如圖4所示,作為鐵損改善裝置的主要部件的激光照射機構(gòu)包含1枚振鏡(檢流計鏡)9、旋轉(zhuǎn)臺12及其電動機13、以及fθ透鏡11,所述振鏡9使通過準直器8而調(diào)整為平行光的射束沿鋼板的寬度方向進行掃描,旋轉(zhuǎn)臺12使該鏡的掃描方向從寬度方向朝向任意角度變化。即,所進行的操作如下:通過作為前者的鏡9使束斑以恒定速度沿寬度方向進行掃描,同時通過作為后者的旋轉(zhuǎn)臺12而將激光束定向為按照相對于寬度方向具有由送板速度算出的特定角度的方式向輸送方向傾斜。
激光振蕩器7為單模yb光纖激光器,經(jīng)由芯徑為0.05mm的傳輸光纖f將激光束導光至準直器8,將通過準直器8后的束徑調(diào)整為8mm,將鋼板上的束徑調(diào)整為0.3mm的圓形。fθ透鏡11的焦距為400mm,從最初的檢流計鏡至鋼板的光路長度為520mm。
取向性電磁鋼板為普通的高取向性的取向性電磁鋼板,含有3.4質(zhì)量%的si,800a/m時的磁通密度(b8)為1.935t和1.7t、50hz時的鐵損(w17/50)為0.90w/kg,張力絕緣覆膜是普通的張力絕緣覆膜,其是通過在鎂橄欖石覆膜上對由膠態(tài)二氧化硅、磷酸鎂、鉻酸構(gòu)成的藥液在840℃進行燒結(jié)而得到的。
在該照射機構(gòu)中,使激光輸出功率為100w,使射線間隔為5mm,使束斑以v2=10m/s在寬度方向上反復進行掃描。為了在輸送方向上取消用測量輥3測定的送板速度v1,按照為與照射時的送板速度v1相同速度的方式進行控制,由此來進行掃描。使送板速度v1在5m/分鐘至15m/分鐘之間的任意速度內(nèi)進行加速、減速,但是射線的角度與鋼板寬度方向一致,鋼板的鐵損特性未產(chǎn)生變動。
實施例3
從最終退火后涂布燒結(jié)了張力絕緣覆膜的板厚為0.23mm且寬度為300mm的取向性電磁鋼板的卷材拉出鋼板,將鋼板連續(xù)地送入圖5中所示的鐵損改善裝置,同時對該鋼板連續(xù)地照射電子束。
此處,如圖5所示,作為鐵損改善裝置的主要部件的電子束照射機構(gòu)包含2個偏轉(zhuǎn)線圈15和16,所述偏轉(zhuǎn)線圈15和16分別使電子束沿鋼板s的寬度方向和軋制方向進行掃描。即,所進行的操作如下:通過作為前者的偏轉(zhuǎn)線圈15進行控制以使束斑以恒定速度沿鋼板的寬度方向進行掃描,同時通過作為后者的偏轉(zhuǎn)線圈16而將束斑定向為按照相對于寬度方向具有由送板速度算出的特定角度的方式向輸送方向傾斜。
電子槍14可以以加速電壓60kv在電子槍正下方以正焦的方式使束徑會聚至直徑0.2mm。從偏轉(zhuǎn)線圈16至鋼板的距離為500mm。
取向性電磁鋼板為普通的高取向性的取向性電磁鋼板,含有3.4質(zhì)量%的si,800a/m時的磁通密度(b8)為1.935t和1.7t、50hz時的鐵損(w17/50)為0.90w/kg,張力絕緣覆膜是普通的張力絕緣覆膜,其是通過在鎂橄欖石覆膜上對由膠態(tài)二氧化硅、磷酸鎂、鉻酸構(gòu)成的藥液在840℃進行燒結(jié)而得到的。
在該照射機構(gòu)中,使束電流為10ma,使射線間隔為5mm,使束斑以v2=10m/s在寬度方向上反復進行掃描。為了在輸送方向上取消用測量輥3測定的送板速度v1,按照為與照射時的送板速度v1相同速度的方式進行控制,由此來進行掃描。使送板速度v1在5m/分鐘至15m/分鐘之間的任意速度內(nèi)進行加速、減速,但是射線的角度與鋼板寬度方向一致,鋼板的鐵損特性未產(chǎn)生變動。
符號說明
s鋼板
r激光束
f傳輸光纖
e電子束
1開卷機
2支撐輥
3測量輥
4照射機構(gòu)
5激光照射部
6張力卷取機
7激光振蕩器
8準直器
9軋制方向掃描檢流計鏡
10寬度方向掃描檢流計鏡
11fθ透鏡
12角度改變用臺
13角度改變電動機
14電子槍
15偏轉(zhuǎn)線圈(鋼板寬度方向控制)
16偏轉(zhuǎn)線圈(鋼板輸送方向控制)
17真空腔