BR112013030612B1 - Aparelho para a fabricação de chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados e método para fabricar chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados - Google Patents

Aparelho para a fabricação de chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados e método para fabricar chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados Download PDF

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Hamamura Hideyuki
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Abstract

resumo patente de invenção: "aparelho para a fabricação de chapa de aço elétrica de grãos orientados e método para fabricar chapa de aço elétrica de grãos orientados". a presente invenção refere-se a um aparelho (10) para a fabricação de uma chapa de aço elétrica de grãos orientados no qual um domínio magnético é controlado irradiando-se um feixe de laser que inclui: uma pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) que são dispostos em uma direção de transferência de uma chapa de aço (31); e um mecanismo de movimento de direção de transferência (15) que move os dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) na direção de transferência da chapa de aço (31). 19882826v1

Description

(54) Título: APARELHO PARA A FABRICAÇÃO DE CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS DE GRÃOS ORIENTADOS E MÉTODO PARA FABRICAR CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS DE GRÃOS ORIENTADOS (73) Titular: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. Endereço: 6-1, Marunouchi 2-chome, Chiyodaku, Tokyo 100-8071, JAPÃO(JP) (72) Inventor: TATSUHIKO SAKAI; HIDEYUKI HAMAMURA
Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 03/06/2011, observadas as condições legais
Expedida em: 02/05/2018
Assinado digitalmente por:
Júlio César Castelo Branco Reis Moreira
Diretor de Patente
1/22
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO PARA A FABRICAÇÃO DE CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS DE GRÃOS ORIENTADOS E MÉTODO PARA FABRICAR CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS DE GRÃOS ORIENTADOS.
Campo da Técnica [001] A presente invenção refere-se a um aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados na qual um domínio magnético é controlado por irradiação de um feixe de laser e um método para fabricar uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados.
Antecedentes da Técnica [002] A chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados mencionada acima é usada como um material incluído no núcleo de ferro de um dispositivo elétrico, como um transformador ou um dispositivo giratório. Na chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados, uma redução em perda de energia (perda de ferro) durante a magnetização é exigida. A perda de ferro é classificada em perda de corrente parasita e perda de histerese. Adicionalmente, a perda de corrente parasita é classificada em perda de corrente parasita clássica e perda de corrente parasita anômala.
[003] Aqui, a fim de aprimorar propriedades magnéticas brandas conferindo-se anisotropia magnética à chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados em uma direção de rolamento, uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados que tem um filme de isolamento formado na superfície da chapa para conferir estresse ao ferro de base foi fornecida. Assim como a chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados que tem o filme de isolamento formado na mesma, uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados na qual um filme de vidro é formado na superfície da chapa de aço e o filme de isolaPetição 870180013106, de 19/02/2018, pág. 5/33
2/22 mento é adicionalmente formado no filme de vidro é revelada. Além disso, é bem sabido que uma redução na espessura da chapa de aço para fins elétricos é eficaz para reduzir a perda de corrente parasita. [004] A fim de suprimir a perda de corrente parasita, particularmente a perda de corrente parasita anômala, por exemplo, conforme descrito nos Documentos de Patente 1 e 2, um método de controle de domínio magnético de laser, no qual um feixe de laser é convergido e irradia uma chapa de aço para fins elétricos em uma direção de quase largura a partir de cima de um filme de isolamento para formar linhas de irradiação de laser que se estendem na direção de largura sobre a superfície da chapa de aço, de modo que uma região que tem periodicamente deformações residuais em uma direção de rolamento próximas à superfície do ferro de base da chapa de aço para fins elétricos seja fornecida para subdividir domínios magnéticos é revelada.
[005] Em um caso em que o controle de domínio magnético de laser descrito acima é desempenhado, há a necessidade de controlar um intervalo PL entre as linhas de irradiação de laser sobre a superfície da chapa de aço na direção de rolamento para que seja constante realizando-se a varredura repetidamente da chapa de aço transferida na direção de largura com os feixes de laser com o uso de um dispositivo de irradiação de feixe de laser disposto em uma linha na qual a chapa de aço é transferida em um processo de fabricação da chapa de aço para fins elétricos. Aqui, há uma limitação da velocidade de varredura do feixe de laser pelo dispositivo de irradiação de feixe de laser e, assim, em um caso em que a chapa de aço é transferida em uma alta velocidade, há um caso em que o intervalo PL entre as linhas de irradiação de laser na direção de rolamento não pode ser controlado para ser um intervalo predeterminado com boa precisão.
[006] Além disso, em um caso em que o controle de domínio magnético de laser é desempenhado, quando condições de irradiação
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3/22 de laser, como intensidade de feixe de laser, a velocidade de varredura do feixe de laser, o intervalo PL (afastamento) entre as linhas de irradiação de laser na direção de rolamento e um diâmetro de ponto de laser são alterados, o estado de deformação conferido à chapa de aço é também alterado, e assim o efeito de subdividir domínios magnéticos é significativamente afetado. Consequentemente, uma velocidade de transferência VL da chapa de aço durante a irradiação de feixe de laser é mantida como constante, e a irradiação de feixe de laser é desempenhada aprimorando-se as condições de irradiação de laser.
[007] Entretanto, em uma linha de processamento contínuo, que é um processo de fabricação da chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados, uma bobina precedente e uma bobina seguinte são conectadas por soldagem no momento de comutação entre as bobinas da chapa de aço. Nesse momento, a velocidade de transferência da chapa de aço em uma posição de irradiação de laser é mantida em um nível constante usando-se uma instalação de laçadeira.
[008] Aqui, em um caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço na posição de irradiação de laser é aumentada para aprimorar a capacidade de produção da chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados, há um problema no qual a instalação de laçadeira tem tamanho aumentado.
[009] Além disso, em um caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço na posição de irradiação de laser é alterada, condições adequadas de irradiação de laser são alteradas e, assim, há a preocupação de que o controle de domínio magnético possa não ser precisamente desempenhado.
[0010] Aqui, no Documento de Patente 3, uma técnica para mudar condições de irradiação de laser de acordo com a velocidade de transferência é revelada. Entretanto, mesmo em um caso em que as condições de irradiação de laser são alteradas, é difícil estabilizar o efeito
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4/22 de subdividir domínios magnéticos, tanto em um regime permanente ,no qual a velocidade de transferência é constante, quanto em regime transiente, no qual a velocidade de transferência é alterada.
[0011] A partir dessas circunstâncias, a presente invenção fornece um aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados e um método para fabricar uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados, que são capazes de desempenhar de maneira estável o controle de domínio magnético com feixes de laser sem mudar as condições de irradiação de laser mesmo em um caso em que a velocidade de transferência de uma chapa de aço em uma posição de irradiação de laser é alterada.
Documento da Técnica Anterior
Documento de Patente
Documento de Patente 1: Pedido de Patente Examinado, Segunda Publicação n-JP H06-019112
Documento de Patente 2: Tradução do Japonês Publicada n- 2003-500541 da Publicação Internacional PCT
Documento de Patente 3: Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação n-JP 2005-336529 Descrição da Invenção
Meios para Solucionar os Problemas [0012] De acordo com a presente invenção, um aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados na qual um domínio magnético é controlado irradiando-se um feixe de laser inclui: uma pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser que são dispostos em uma direção de transferência de uma chapa de aço; e um mecanismo de movimento de direção de transferência que move os dispositivos de irradiação de feixe de laser na direção de transferência da chapa de aço.
[0013] Nesse caso, através da pluralidade de dispositivos de irraPetição 870180013106, de 19/02/2018, pág. 8/33
5/22 diação de feixe de laser dispostos na direção de transferência, a irradiação do feixe de laser pode ser desempenhada em uma pluralidade de pontos da chapa de aço na direção de transferência simultaneamente. Além disso, o intervalo entre os dispositivos de irradiação de feixe de laser na direção de transferência pode ser ajustado pelo mecanismo de movimento de direção de transferência. Consequentemente, mesmo em um caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço é alterada, as linhas de irradiação de laser podem ser formadas em um afastamento predeterminado.
[0014] Aqui, uma unidade de controle pode ser adicionalmente incluída, que ajusta uma velocidade de movimento de cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser de acordo com uma velocidade de transferência da chapa de aço e mantém uma velocidade relativa entre a chapa de aço e o dispositivo de irradiação de feixe de laser em um nível constante.
[0015] Nesse caso, mesmo quando a velocidade de transferência da chapa de aço é alterada, a velocidade relativa entre a chapa de aço e o dispositivo de irradiação de feixe de laser pode ser mantida em um nível constante ajustando-se a velocidade de movimento do dispositivo de irradiação de feixe de laser de acordo com a velocidade de transferência de fato. Além disso, desempenhando-se a irradiação de laser no estado em que a velocidade relativa entre a chapa de aço e o dispositivo de irradiação de feixe de laser é mantida em um nível constante, as linhas de irradiação de laser podem ser formadas sem mudar as condições de irradiação de laser ótimas para o controle de domínio magnético.
[0016] Além disso, quando a velocidade de transferência da chapa de aço no momento de formação de linhas de irradiação de laser com o uso do único dispositivo de irradiação de feixe de laser é definida como uma velocidade de transferência de referência VL0, em um caso
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6/22 em que os n dispositivos de irradiação de feixe de laser são usados, a unidade de controle pode permitir que a irradiação de um feixe de laser seja desempenhada após controlar uma direção de movimento e uma velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser de modo que uma velocidade relativa VA entre uma velocidade de transferência VL da chapa de aço e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser na direção de transferência se torne VA=nxVL0.
[0017] Nesse caso, o número de dispositivos de irradiação de feixe de laser usados e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser são definidos pela unidade de controle de acordo com a velocidade de transferência VL da chapa de aço. Consequentemente, a velocidade relativa VA entre a chapa de aço e o dispositivo de irradiação de feixe de laser é obtida multiplicando-se o número n de dispositivos de irradiação de feixe de laser usados e a velocidade de transferência de referência VL0. Portanto, em cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser, a irradiação de feixe de laser pode ser desempenhada nas condições de irradiação de laser ótimas para o controle de domínio magnético na velocidade de transferência de referência VL0.
[0018] Além disso, de acordo com a presente invenção, é fornecido um método para fabricar uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados na qual um domínio magnético é controlado por irradiação de um feixe de laser, em que uma pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser que são dispostos em uma direção de transferência de uma chapa de aço e podem se mover na direção de transferência da chapa de aço é fornecida. Quando uma velocidade de transferência da chapa de aço no momento de formação de linhas de irradiação de laser com o uso do único dispositivo de irradiação de feixe de laser é definida como uma velocidade de transferência de refePetição 870180013106, de 19/02/2018, pág. 10/33
7/22 rência VL0, em um caso em que os n dispositivos de irradiação de feixe de laser são usados, a irradiação de um feixe de laser é desempenhada após controlar uma direção de movimento e uma velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser de modo que uma velocidade relativa VA entre uma velocidade de transferência VL da chapa de aço e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser na direção de transferência se torne VA=nxVL0.
[0019] Nesse caso, a velocidade relativa VA entre a chapa de aço e o dispositivo de irradiação de feixe de laser é obtida multiplicando-se o número n de dispositivos de irradiação de feixe de laser usados e a velocidade de transferência de referência VL0. Portanto, em cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser, a irradiação do feixe de laser pode ser desempenhada nas condições de irradiação de laser ótimas para o controle de domínio magnético na velocidade de transferência de referência VL0.
Efeitos da invenção [0020] De acordo com a presente invenção, mesmo em um caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço na posição de irradiação de laser seja alterada, a irradiação do feixe de laser pode ser desempenhada de modo estável.
Breve Descrição dos Desenhos [0021] A Figura 1 é uma vista de topo explicativa de um aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados em uma modalidade da presente invenção.
[0022] A Figura 2 é uma vista lateral explicativa do aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados na modalidade da presente invenção.
[0023] A Figura 3 é uma vista esquemática explicativa de um dispositivo de irradiação de feixe de laser.
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8/22 [0024] A Figura 4 é um fluxograma em um caso em que uma velocidade de transferência da chapa de aço é desacelerada.
[0025] A Figura 5 é um gráfico que mostra mudanças na velocidade de transferência, velocidades de movimento dos dispositivos, e uma velocidade relativa no caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço é desacelerada.
[0026] A Figura 6 é um fluxograma em um caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço é acelerada.
[0027] A Figura 7 é um gráfico que mostra mudanças da velocidade de transferência, das velocidades de movimento dos dispositivos, e da velocidade relativa no caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço é acelerada.
[0028] A Figura 8 é uma vista de topo explicativa de um aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados em outra modalidade da presente invenção.
[0029] Modalidades da Invenção [0030] Um aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados nessa modalidade será descrito com o uso das Figuras 1 a 3.
[0031] O aparelho 10 para a fabricação da chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados irradia uma chapa de aço 31 que é transferida em uma direção de rolamento com um laser para desempenhar controle de domínio magnético da chapa de aço 31.
[0032] Conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, o aparelho 10 para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados nessa modalidade inclui um cilindro de apoio 11 que sustenta a chapa de aço 31 que é transferida, um dispositivo de laser 12 que emite um feixe de laser, uma pluralidade de (n) dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 que são dispostos em uma direção de transferência da chapa de aço 31, um dispositivo de movimento linear 15 que
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9/22 move os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 na direção de transferência da chapa de aço 31, e uma unidade de controle 18 que controla as operações dos dispositivos de irradiação de feixe de laser
20.
[0033] Aqui, nessa modalidade, conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, quatro dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d são dispostos na direção de transferência.
[0034] O dispositivo de laser 12 emite um feixe de laser que pode ser transmitido através de fibra. Assim como o feixe de laser que pode ser transmitido através de fibra, um laser YAG (com comprimento de onda de 1,06 pm), um laser de fibra (com comprimento de onda de 1,07 a 1,08 pm), e similares podem ser aplicados.
[0035] O feixe de laser emitido pelo dispositivo de laser 12 é transmitido para o dispositivo de irradiação de feixe de laser correspondente 20 por meio de uma fibra de transmissão 13.
[0036] Conforme mostrado na Figura 3, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 inclui um colimador 21, um espelho polígono giratório poliédrico 22, e uma lente f0 23.
[0037] O colimador 21 ajusta o diâmetro de um feixe de laser LB que é emitido da fibra de transmissão 13. Além disso, o espelho polígono giratório 22 desvia o feixe de laser LB e realiza a varredura da chapa de aço 31 em uma alta velocidade na direção de largura da chapa de aço 31. A lente f0 23 converge o feixe de laser LB varrido pelo espelho polígono giratório 22.
[0038] Como um método de varredura com o uso de um feixe, há um método com o uso de um espelho galvanométrico. As funções do colimador podem incluir ambas as funções de mudança do diâmetro de feixe e formação do feixe em um formato elíptico.
[0039] Aqui, ajustando-se a velocidade rotacional do espelho polígono giratório 22, a velocidade de varredura do feixe de laser LB na
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10/22 chapa de aço 31 pode ser ajustada.
[0040] Além disso, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 inclui um mecanismo de focalização (não ilustrado) que é disposto entre o espelho polígono giratório 22 e a lente f0 23, e um telêmetro (não ilustrado) que mede a distância entre a chapa de aço 31 e a lente f0 23. A distância entre a lente f0 23 e a chapa de aço 31 pode ser ajustada pelo mecanismo de focalização.
[0041] O dispositivo de movimento linear 15 inclui um trilho guia 16 que se estende na direção de transferência da chapa de aço 31 e uma medida de acionamento (não ilustrado) para mover o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 ao longo do trilho guia 16. Como a medida de acionamento, por exemplo, uma combinação de um fuso de esferas e um motor giratório, um motor linear ou similares pode ser empregada.
[0042] Através do dispositivo de movimento linear 15, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 pode ser movido para uma posição arbitrária na direção de transferência da chapa de aço 31.
[0043] Além disso, no dispositivo de movimento linear 15, uma velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 na direção de transferência pode ser ajustada.
[0044] Aqui, em um caso em que a pluralidade de (n) dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 é usada, um intervalo D(m) entre uma posição de irradiação do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 posicionado no lado mais posterior na direção de transferência entre os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 usada e uma posição de irradiação no m-ésimo dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 posicionado na frente do mesmo na direção de transferência é ajustado para satisfazer a seguinte relação.
D(m)=nxh(m)xPL+qxPL.. .(1) em que m é um número inteiro que satisfaz 2<m<n, e h(x) é 0 ou um
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11/22 número inteiro positivo arbitrário. Aqui, h(x1)<h(x2) quando x1<x2. q é um número inteiro que satisfaz 1<q<n-1 e não é o mesmo valor quando m varia.
[0045] Por exemplo, conforme mostrado na Figura 1, em um caso em que um afastamento PL de linhas de irradiação de laser 32 é 4 mm quando os quatro dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d são usados, o intervalo D(m) é definido conforme segue. [0046] O intervalo D(2) entre o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a posicionado no lado mais posterior na direção de transferência e o segundo dispositivo de irradiação de feixe de laser 20b é D(2)=4x1x4+2x4=24 quando m=2, h(2)=1, e q=2.
[0047] O intervalo D(3) entre o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a e o terceiro dispositivo de irradiação de feixe de laser 20c é D(3)=4x2x4+1x4=36 quando m=3, h(3)=2, e q=1.
[0048] O intervalo D(4) entre o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a e o quarto dispositivo de irradiação de feixe de laser 20d é D(4)=4x3x4+3x4=60 quando m=4, h(4)=3, e q=3.
[0049] Através de cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d, as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de nxPL=4x4=16 mm. Quando a posição de irradiação de laser do primeiro dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a é definida em 0 mm, as posições de formação das linhas de irradiação de laser 32 formadas por cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d são conforme segue.
[0050] Através do primeiro dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a, as linhas de irradiação de laser 32a são formadas em posições de 0 mm, 16mm, 32 mm, 48 mm, 64 mm, 80 mm, 96 mm, 112 mm, e assim por diante.
[0051] Através do segundo dispositivo de irradiação de feixe de laser 20b, as linhas de irradiação de laser 32b são formadas em posiPetição 870180013106, de 19/02/2018, pág. 15/33
12/22 ções de 24 mm, 40 mm, 56 mm, 72 mm, 88 mm, 104 mm, e assim por diante.
[0052] Através do terceiro dispositivo de irradiação de feixe de laser 20c, as linhas de irradiação de laser 32c são formadas em posições de 36 mm, 52 mm, 68 mm, 84 mm, 100 mm, e assim por diante. [0053] Através do quarto dispositivo de irradiação de feixe de laser 20d, as linhas de irradiação de laser 32d são formadas em posições de 60 mm, 76 mm, 92 mm, 108 mm, e assim por diante.
[0054] Dessa maneira, com o uso dos quatro dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d, as linhas de irradiação de laser 32 de PL=4 mm são formadas.
[0055] A unidade de controle 18 detecta uma velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 a partir de um tacômetro 9 disposto no cilindro de apoio 11 e ajusta a velocidade de movimento VS de cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 de acordo com a velocidade de transferência VL. Adicionalmente, a unidade de controle 18 determina se cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 deve ser usado ou não.
[0056] Além disso, a unidade de controle 18 proporciona uma instrução aos dispositivos de movimento linear 15 para permitir que os respectivos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 sejam movidos ao longo da direção de transferência em um estado em que os intervalos D(m) dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 usados são mantidos.
[0057] A seguir, um método para fabricar uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados com o uso do aparelho 10 para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados nessa modalidade será descrito.
[0058] Nessa modalidade, em um caso em que os n dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 são usados entre a pluralidade de
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13/22 dispositivos de irradiação de feixe de laser 20, a irradiação do feixe de laser é desempenhada após controlar a direção de movimento e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 de modo que uma velocidade relativa VA entre a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 na direção de transferência se torne VA=nxVL0.
[0059] Doravante no presente documento, um método de controle da velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 pela unidade de controle 18 é indicado.
[0060] Os n dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 são dispostos na direção de transferência da chapa de aço 31, e a velocidade de transferência da chapa de aço 31 quando as linhas de irradiação de laser 32 são formadas com o uso do único dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 é definida para uma velocidade de transferência de referência VL0 e k é um número inteiro de 0 a n-1.
[0061] Um exemplo do método de controle será descrito. Em um caso em que a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é VL=(n-k)xVL0, a irradiação do feixe de laser é desempenhada em um estado em que os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 se mantenham nas posições, usando-se os (n-k) dispositivos de irradiação de feixe de laser 20. Além disso, em um caso em que a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é (n-k-1 )xVL0<VL<(n-k)xVL0, usando-se os (n-k) dispositivos de irradiação de feixe de laser 20, a irradiação do feixe de laser é desempenhada em um estado em que os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 são movidos para trás na direção de transferência e uma velocidade relativa VA entre a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 é definida para VA=(n-k)xVL0.
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14/22 [0062] Outro exemplo do método de controle será descrito. Em um caso em que a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é VL=(n-k)xVL0, a irradiação do feixe de laser é desempenhada em um estado em que os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 se mantenham nas posições, usando-se os (n-k) dispositivos de irradiação de feixe de laser 20. Além disso, em um caso em que a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é (n-k)xVL0<VL<(n-k+1)xVL0, usando-se os (n-k) dispositivos de irradiação de feixe de laser 20, a irradiação do feixe de laser é desempenhada em um estado em que os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 são movidos para frente na direção de transferência e a velocidade relativa VA entre a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 é definida para VA=(n-k)xVL0.
[0063] A seguir, um exemplo específico do método de controle descrito acima do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 será descrito.
VL=4xVL0 n=4
P=P0
VC=VC0 f=fo dlxdc=DLoxDCo [0064] No aparelho 10 para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados nessa modalidade, durante uma operação típica, a irradiação do feixe de laser é desempenhada de acordo com o seguinte regime permanente.
<Velocidade de transferência VL>
<0 número n de dispositivos usados>
<Condições de irradiação de laser>
Emissão de laser P
Velocidade de varredura VC Frequência de irradiação f Formato convergido dlxdc
Afastamento de linha de irradiação de laser PL PL=PL0 [0065] Além disso, durante a soldagem no momento de comutação
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15/22 entre as bobinas da chapa de aço 31, a irradiação do feixe de laser é desempenhada de acordo com a seguinte condição quase-estática.
<Velocidade de transferência VL> VL=VL0 <0 número n de dispositivos usados> n=1 <Condições de irradiação de laser>
Emissão de laser P P=Po
Velocidade de varredura VC VC=VC0
Frequência de irradiação f f=f0
Formato convergido dlxdc dlxdc=DLoxDCo
Afastamento de linha de irradiação de laser PL PL=PL0 [0066] Conforme descrito acima, a velocidade de transferência VL e o número n dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 usados são diferentes entre o regime permanente e ao regime quaseestático, mas as condições de irradiação de laser são iguais.
[0067] Primeiro, um caso em que a velocidade é desacelerada do regime permanente até a condição quase-estática será descrito com o uso do fluxograma da Figura 4 e o gráfico da Figura 5.
[0068] No regime permanente, a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é VL=4xVL0, e as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um afastamento de PL=4 mm usando-se os quatro dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d.
[0069] A velocidade de transferência VL é desacelerada e se torna VL<4xVL0. Aqui, a unidade de controle 18 detecta a velocidade de transferência VL, calcula a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20, e proporciona a instrução ao dispositivo de movimento linear 15. De acordo com a instrução a partir da unidade de controle 18, o dispositivo de movimento linear 15 move os quatro dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d usados para trás na direção de transferência na velocidade de movimento VS. Nesse momento, os dispositivos de irradiação de feixe de
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16/22 laser 20a, 20b, 20c e 20d são movidos enquanto os intervalos entre os mesmos são mantidos. Desse modo, a velocidade relativa entre a chapa de aço 31 e o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 é definida para 4xVL0, e a irradiação do laser é desempenhada. Nesse momento, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0070] Além disso, quando a velocidade de transferência VL se torna VL=3xVL0, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a no lado traseiro na direção de transferência é pausado, e as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de PL=4 mm usando-se os três dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d. Além disso, o intervalo entre os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d nesse momento é definido pela expressão acima (1). As condições de irradiação de laser nesse momento são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quaseestática.
[0071] Adicionalmente, a velocidade de transferência VL é desacelerada e se torna VL<2xVL0. De acordo com a instrução a partir da unidade de controle 18, o dispositivo de movimento linear 15 move os dois dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d usados para trás na direção de transferência na velocidade de movimento VS. Desse modo, a velocidade relativa entre a chapa de aço 31 e os dispositivos de irradiação de laser 20c e 20d é definida para 2xVL0, e a irradiação do laser é desempenhada. Nesse momento, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0072] Além disso, quando a velocidade de transferência VL se torna VL=2xVL0, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20b no lado traseiro na direção de transferência é pausado, e as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de PL=4 mm
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17/22 usando-se os dois dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d. As condições de irradiação de laser nesse momento são iguais tanto na no regime permanente quanto na condição quase-estática. [0073] Adicionalmente, a velocidade de transferência VL é desacelerada e se torna VL<2xVL0. De acordo com a instrução a partir da unidade de controle 18, o dispositivo de movimento linear 15 move os dois dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d usados para trás na direção de transferência na velocidade de movimento VS. Desse modo, a velocidade relativa entre a chapa de aço 31 e o dispositivo de irradiação de laser 20 é definida para 2xVL0, e a irradiação do laser é desempenhada. Nesse momento, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quaseestática.
[0074] Além disso, quando a velocidade de transferência VL se torna VL=VL0, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20c no lado traseiro na direção de transferência é pausado, e as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de PL=4 mm usando-se um dispositivo de irradiação de feixe de laser 20d.
[0075] Dessa maneira, sem mudar as condições de irradiação de laser, a velocidade de transferência VL é desacelerada de 4xVL0 no regime permanente para VL0 na condição quase-estática.
[0076] Durante a operação na condição quaseestática, a operação de soldagem das bobinas da chapa de aço 31 é desempenhada.
[0077] A seguir, quando a soldagem das bobinas da chapa de aço 31 é completada, a velocidade de transferência VL é acelerada da condição quase-estática até o regime permanente. Um caso em que a velocidade é acelerada da condição quaseestática até o regime permanente será descrito com o uso do fluxograma da Figura 6 e o gráfico da Figura 7.
[0078] A velocidade de transferência VL é acelerada e se torna
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18/22
VL>VL0. Aqui, a unidade de controle 18 detecta a velocidade de transferência VL, calcula a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20, e proporciona a instrução ao dispositivo de movimento linear 15. De acordo com a instrução a partir da unidade de controle 18, o dispositivo de movimento linear 15 move o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20d usado para frente na direção de transferência na velocidade de movimento VS, e a irradiação de laser é desempenhada em uma velocidade relativa entre a chapa de aço 31 e o dispositivo de irradiação de laser 20 de VL0. Nesse momento, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0079] Além disso, quando a velocidade de transferência VL se torna VL=2xVL0, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20c a seguir é iniciado, e as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de PL=4 mm usando-se os dois dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d. Além disso, o intervalo entre os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d nesse momento é definido pela expressão acima (1). Além disso, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0080] Adicionalmente, a velocidade de transferência VL é acelerada e se torna VL>2xVL0. De acordo com a instrução a partir da unidade de controle 18, o dispositivo de movimento linear 15 move os dois dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d usados para frente na direção de transferência na velocidade de movimento VS. Nesse momento, os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20c e 20d são movidos enquanto os intervalos entre os mesmos são mantidos. Desse modo, a velocidade relativa entre a chapa de aço 31 e os dispositivos de irradiação de laser 20c e 20d é definida para 2xVL0, e a irradiação do laser é desempenhada. Além disso, as condições de irPetição 870180013106, de 19/02/2018, pág. 22/33
19/22 radiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0081] Além disso, quando a velocidade de transferência VL se torna VL=3xVL0, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20b a seguir é iniciado, e as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de PL=4 mm usando-se os três dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d. O intervalo entre os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d nesse momento é definido pela expressão acima (1). Além disso, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0082] Adicionalmente, a velocidade de transferência VL é acelerada e se torna VL>3xVL0. Os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d usados são movidos para frente na direção de transferência na velocidade de movimento VS. Nesse momento, os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20b, 20c e 20d são movidos enquanto os intervalos entre os mesmos são mantidos. Desse modo, a velocidade relativa entre a chapa de aço 31 e os dispositivos de irradiação de laser 20b, 20c e 20d é definida para 3xVL0, e a irradiação do laser é desempenhada. Além disso, as condições de irradiação de laser são iguais tanto no regime permanente quanto na condição quase-estática.
[0083] Além disso, quando a velocidade de transferência VL se torna VL=4xVL0, o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20a a seguir é iniciado, as linhas de irradiação de laser 32 são formadas em um intervalo de PL=4 mm usando-se os três dispositivos de irradiação de feixe de laser 20a, 20b, 20c e 20d.
[0084] Dessa maneira, sem mudar as condições de irradiação de laser, a velocidade de transferência VL é acelerada de VL0 na condição quase-estática até 4xVL0 no regime permanente.
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20/22 [0085] No aparelho 10 para a fabricação da chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados que tem a configuração acima nessa modalidade, pela pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 dispostos na direção de transferência, as linhas de irradiação de laser 32 podem ser formadas desempenhando a irradiação dos feixes de laser em uma pluralidade de pontos na direção de transferência da chapa de aço 31 simultaneamente. Além disso, já que os dispositivos de movimento linear 15 que movem os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 ao longo da direção de transferência são fornecidos, os intervalos D(m) entre os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 na direção de transferência podem ser ajustados. Consequentemente, mesmo em um caso em que a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é alterada, as linhas de irradiação de laser 32 podem ser formadas em um afastamento predeterminado PL.
[0086] Além disso, já que o aparelho 10 para a fabricação da chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados nessa modalidade inclui a unidade de controle 18, que ajusta a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 de acordo com a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 e mantém a velocidade relativa VA entre a chapa de aço 31 e o dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 em um nível constante, as linhas de irradiação de laser 32 podem ser formadas no afastamento predeterminado PL desempenhando-se a irradiação de laser em um estado em que os dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 são movidos sem mudar as condições de irradiação de laser ótimas.
[0087] Ademais, nessa modalidade, no caso em que os n dispositivos de irradiação de feixe de laser 20 são usados, a irradiação do feixe de laser é desempenhada após controlar a direção de movimento e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 de modo que a velocidade relativa VA entre a velocidade de
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21/22 transferência VL da chapa de aço 31 e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser 20 na direção de transferência se torne VA=nxVL0. Consequentemente, mesmo quando a velocidade de transferência VL da chapa de aço 31 é alterada, as linhas de irradiação de laser 32 podem ser formadas no afastamento predeterminado PL sem mudar as condições de irradiação de laser ótimas de cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser 20.
[0088] Embora as modalidades da presente invenção tenham sido descritas acima, a presente invenção não é limitada às mesmas e pode ser adequadamente modificada sem divergir da ideia técnica da presente invenção.
[0089] Por exemplo, na descrição, um feixe de laser que pode ser transmitido através de fibra é usado. Entretanto, a presente invenção não é limitada ao mesmo, e um laser de dióxido de carbono ou similares pode também ser usado. Nesse caso, o dispositivo de laser é disposto em cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser. [0090] Além disso, na descrição, o feixe de laser é transmitido através de fibra do único dispositivo de laser até os quatro dispositivos de irradiação de laser. Entretanto, a presente invenção não é limitada a isso, e dois ou mais dispositivos de laser podem ser usados.
[0091] Além disso, na descrição, o dispositivo de irradiação de feixe de laser é movido na direção de transferência usando-se o dispositivo de movimento linear. Entretanto, a presente invenção não é limitada a isso, e o dispositivo de irradiação de feixe de laser pode ser movido na direção de transferência por outros mecanismos de movimento.
[0092] Adicionalmente, em um caso em que a largura da chapa de aço é grande, conforme mostrado na Figura 8, a pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser pode ser disposta na direção de largura.
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22/22
Aplicabilidade Industrial [0093] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer o aparelho para a fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos de grãos orientados e o método para fabricar a mesma, que são capazes de formar as linhas de irradiação de laser no afastamento predeterminado sem mudar a condição de irradiação de laser ótima de cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser mesmo no caso em que a velocidade de transferência da chapa de aço é alterada. REFERÊNCIAS NUMÉRICAS
10: APARELHO PARA FABRICAR CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS DE GRÃOS ORIENTADOS
15: DISPOSITIVO DE MOVIMENTO LINEAR (MECANISMO DE MOVIMENTO DE DIREÇÃO DE TRANSFERÊNCIA)
18: UNIDADE DE CONTROLE
20: DISPOSITIVO DE IRRADIAÇÃO DE FEIXE DE LASER
31: CHAPA DE AÇO
32: LINHA DE IRRADIAÇÃO DE LASER
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Claims (4)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Aparelho (10) para a fabricação de uma chapa de aço (31) para fins elétricos de grãos orientados no qual um domínio magnético é controlado irradiando-se um feixe de laser (20), em que o aparelho (10) é caracterizado por compreender:
    uma pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) que são dispostos em uma direção de transferência de uma chapa de aço (31); e um mecanismo de movimento de direção de transferência (15) que move os dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) na direção de transferência da chapa de aço (31).
  2. 2. Aparelho (10) para a fabricação de uma chapa de aço (31) para fins elétricos de grãos orientados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
    uma unidade de controle (18) que ajusta uma velocidade de movimento de cada um dos dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) de acordo com uma velocidade de transferência da chapa de aço (31) e mantém uma velocidade relativa entre a chapa de aço (31) e o dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) em um nível constante.
  3. 3. Aparelho (10) para a fabricação de uma chapa de aço (31) para fins elétricos de grãos orientados, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, quando a velocidade de transferência da chapa de aço (31) em um momento de formação de linhas de irradiação de laser com o uso do único dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) é definida como uma velocidade de transferência de referência VL0, em um caso em que os n dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) são usados, a unidade de controle (18) permite uma irradiação de um feixe de laser (20) a ser desempenhada após controlar
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    2/2 uma direção de movimento e uma velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) de modo que uma velocidade relativa VA entre uma velocidade de transferência VL da chapa de aço (31) e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) na direção de transferência se torne VA=nxVL0.
  4. 4. Método para fabricar uma chapa de aço (31) para fins elétricos de grãos orientados no qual um domínio magnético é controlado irradiando-se um feixe de laser (20), caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) que são dispostos em uma direção de transferência de uma chapa de aço (31) e podem se mover na direção de transferência da chapa de aço (31) é fornecida, e quando uma velocidade de transferência da chapa de aço (31) no momento de formação de linhas de irradiação de laser com o uso do único dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) é definida como uma velocidade de transferência de referência VL0, em um caso em que os n dispositivos de irradiação de feixe de laser (20) são usados, a irradiação de um feixe de laser (20) é desempenhada após controlar uma direção de movimento e uma velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) de modo que uma velocidade relativa VA entre uma velocidade de transferência VL da chapa de aço (31) e a velocidade de movimento VS do dispositivo de irradiação de feixe de laser (20) na direção de transferência se torne VA=nxVL0.
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