Текстурованный лист электротехнической стали и способ его получения

Текстурованный лист электротехнической стали и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к листу текстурованной электротехнической стали (анизотропной стали с ориентированной зеренной структурой), который используется как материал железного сердечника, или для подобного, для обмоточного трансформатора, и способ для производства текстурованного листа электротехнической стали. В частности, настоящее изобретение относится к текстурованному листу электротехнической стали, в котором потери в материале уменьшаются посредством формирования канавок на его поверхности посредством обработки лазерным лучом, и к способу для изготовления текстурованного листа электротехнической стали.

Испрашивается приоритет относительно Японской Патентной заявки No.2010-85457, поданной 1 апреля 2010г., содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.

Уровень техники

[0002]

Текстурованный лист электротехнической стали представляет собой лист электротехнической стали, которая содержит Si и в которой ось легкого намагничивания (кубический кристалл (100) <001>) в ее зернах приблизительно совмещена с направлением прокатки при ее производстве. Этот текстурованный лист электротехнической стали имеет структуру, в которой имеется множество магнитных доменов, намагниченность которых направлена в направлении прокатки, с доменными стенками, расположенными между ними, и многие из этих доменных стенок представляют собой 180°-ые доменные стенки. Магнитные домены этого текстурованного листа электротехнической стали называются 180°-ми магнитными доменами и текстурованный лист электротехнической стали легко намагничивается в направлении прокатки. По этой причине, при некоторой относительно малой силе намагничивания, плотность магнитного потока высока, и потери в материале малы. Поэтому, текстурованный лист электротехнической стали очень хорош как материал для железного сердечника трансформатора. Как параметр потерь в материале, обычно используется параметр W17/50 [Вт/кг]. Величина W17/50 представляет собой значение потерь в материале, которые возникают в текстурованном листе электротехнической стали, когда осуществляется возбуждение переменным током так, что максимальная плотность магнитного потока становится равной 1,7 Тл при частоте 50 Гц. Если W17/50 уменьшается, то может быть изготовлен более эффективный трансформатор.

[0003]

Обычный способ производства текстурованного листа электротехнической стали схематично описывается ниже. Горячекатаный лист кремнистой стали (горячекатаный лист), содержащий заданное количество Si, доводится до желаемой толщины посредством отжига и холодной прокатки. Затем, лист кремнистой стали отжигается в печи непрерывного отжига, посредством чего обеспечивается первичная рекристаллизация (размер кристаллов: от 20 мкм до 30 мкм) вместе с обезуглероживанием и снятием напряжений. Вслед за тем, сепаратор отжига, содержащий MgO как главный химический компонент, наносится на поверхность листа кремнистой стали (далее, иногда, просто обозначается как стальной лист), стальной лист сворачивается в виде рулона (внешняя форма является цилиндрической), выполняется отжиг в камерной печи в течение приблизительно 20-ти часов при высокой температуре, приблизительно 1200°C, тем самым, формируя вторичную текстуру рекристаллизации в стальном листе, и формируется стеклянное покрытие на поверхности стального листа.

[0004]

При этом, поскольку ингибитор, такой как MnS, или AlN, например, содержится в листе стали, так называемый GOSS (кремнистая сталь с ориентированной зеренной структурой) кристал, в котором направление прокатки и ось с легким намагничиванием соответствуют друг другу, предпочтительно подвергается кристаллическому росту. В результате, после окончательного отжига получается текстурованный лист электротехнической стали, имеющий высокую кристаллическую ориентацию (ориентация). После окончательного отжига, рулон разматывается, и стальной лист непрерывно транспортируется в отдельную печь отжига, где осуществляется выравнивающий отжиг, тем самым, устраняя ненужное напряжение в стальном листе. Кроме того, формируется покрытие для придания поверхностного натяжения и электрической изоляции поверхности стального листа, так, что текстурованный лист электротехнической стали окончательно изготавливается.

[0005]

В изготовленном таким образом текстурованном листе электротехнической стали, даже если дополнительная обработка не выполняется, потери в материале оказываются малыми. Однако, если придается напряжение, приблизительно перпендикулярное направлению прокатки (направление транспортировки) и имеющее постоянный период (регулярный интервал), потери в материале дополнительно уменьшаются. В этом случае, 90°-ые магнитные домены, для которых направление прокатки и направление намагничивания ортогональны друг к другу, формируются локальным напряжением, и интервал между доменными стенками приблизительно прямоугольных 180°-х магнитных доменов становится малым (ширина 180°-х магнитных доменов становится малой), с магнитостатической энергией 90°-ых магнитных доменов как источником. Поскольку потери в материале (W17/50) имеют положительную корреляцию с интервалом между 180°-ми доменными стенками, потери в материале уменьшаются в соответствии с этим принципом.

[0006]

Например, как раскрыто в Патентной Ссылке 1, способ придания напряжения стальному листу посредством лазерного облучения был уже принят для практического использования. Аналогично, если канавка, имеющая глубину в пределах от 10 мкм до 30 мкм, сформирована приблизительно перпендикулярно направлению прокатки текстурованного листа электротехнической стали, и с постоянным периодом, потери в материале уменьшаются. Это возникает потому, что магнитный полюс создается на периферии канавки вследствие изменения магнитной проницаемости в пустоте канавки и интервал между 180°-ми доменными стенками становится узким с магнитным полюсом, как источником, так, чтобы ситуация с потерями в материале улучшается. В качестве способа формирования канавки, известны способ формирования канавки в холоднокатаном листе с использованием электролитического травления, как раскрыто в Патентной Ссылке 2, способ машинной штамповки матрицей, имеющей форму зуба, для холоднокатаного листа, как раскрыто в Патентной Ссылке 3, или способ плавления и испарения стального листа (лазерно-облученный участок) лазерным облучением, как раскрыто в Патентной Ссылке 4.

[0007]

Уместно отметить, что силовые трансформаторы можно разделить на пластинчатые трансформаторы и обмоточные трансформаторы. Пластинчатые трансформаторы изготовляются послойной укладкой и фиксацией множества листов электротехнической стали. С другой стороны, при изготовлении обмоточных трансформаторов, поскольку текстурованный лист электротехнической стали сворачивается с одновременной послойной укладкой, процесс его отжига для снятия деформационного напряжения (например, напряжения вследствие изгиба) оказывается включенным. Поэтому, текстурованный лист электротехнической стали, изготовленный вышеописанным способом, с приданием напряжения для улучшения ситуации с потерями в материале, может быть использован в слоистом трансформаторе при поддержании эффекта снижения потерь в материале. Однако, не возможно использовать текстурованный лист электротехнической стали в обмоточном трансформаторе, поддерживая эффект снижения потерь в материале. То есть, в обмоточном трансформаторе, поскольку напряжение исчезает вследствие отжига для снятия напряжений, эффект снижения потерь в материале также исчезает. С другой стороны, текстурованный лист электротехнической стали, изготовленный способом формирования канавки для улучшения ситуации с потерями в материале, имеет преимущество в том, что текстурованный лист электротехнической стали может использоваться и в слоистом трансформаторе и в обмоточном трансформаторе, поскольку даже если снимающий напряжение отжиг выполнен, эффект улучшения ситуации с потерями в материале не снижается.

[0008]

Ниже описывается обычная методика способа формирования канавки. В способе, использующем электролитическое травление, используется стальной лист, у которого на поверхности формируется стеклянное покрытие, например, после вторичной рекристаллизации, стеклянное покрытие на поверхности линейно удаляется лазером или механическим способом, и канавка формируется на участке, где основа подвергается травлению. В этом способе технологический процесс сложен, и стоимость производства высока, и имеется предел для скорости обработки.

[0009]

В способе машинной прессовки матрицей, имеющей форму зуба, поскольку лист электротехнической стали представляет собой очень твердый стальной лист, содержащий приблизительно 3% Si, износ и повреждение матрицы происходит легко. Если матрица истирается, то поскольку возникает вариация глубины канавки, эффект снижения потерь в материале становится неоднородным.

[0010]

В способе, использующем лазерное облучение (называемом лазерный способ), имеется преимущество в том, что высокоскоростная машинная обработка канавки может быть выполнена сфокусированным лазерным лучом, имеющим высокую плотность мощности. Кроме того, поскольку лазерный способ представляет собой бесконтактную механическую обработку, оказывается возможным надежно выполнить однородную механическую обработку канавки путем управления мощностью лазера, или подобным образом. В прошлом делались различные попытки относительно лазерного способа, чтобы эффективно сформировать канавку, имеющую глубину 10 мкм, или более, на поверхности стального листа. Например, в Патентной Ссылке 4, раскрывается способ формирования канавки, реализуя высокую плотность мощности (плотность энергии в фокальной точке) 2×10⁵ Вт/мм², или более, используя импульсный CO₂ лазер (длина волны: от 9 мкм до 11 мкм), имеющий большую пиковую мощность. При этом, в способе, использующем импульсный CO₂ лазер, поскольку между последовательными импульсами имеется время прекращения излучения лазера, в случае сканирования поверхности стального листа лазерным лучом с высокой скоростью, отверстия (строка точек), которые формируются импульсами, соединяются друг с другом так, чтобы на линии сканирования лазерного луча была сформирована канавка. При этом, в случае, если временной интервал между импульсами велик при высокоскоростном лучевом сканировании, интервал между строками точек расширяется так, что отверстия оказываются отделены друг от друга, в силу чего эффект снижения потерь в материале резко снижается. Промышленно используемая максимальная частота следования импульсов составляет самое большее 100 кГц, и в этом случае временной интервал между импульсами составляет 10 мкс. Например, при скорости сканирования 30 м/с, которая требуется для высокоскоростной обработки, положение сканирования лучом перемещается на 300 мкм в течение интервала времени между импульсами. Чтобы точки в строках точек находились в минимальном пространственном контакте друг с другом, необходимо, чтобы диаметр сфокусированного луча составлял 300 мкм, или более. Поэтому, чтобы получить достаточную плотность мощности для машинной обработки, необходимо сделать лазерную мощности большой, так, чтобы был технический предел для лазерного устройства. В Патентной Ссылке 5 раскрыта методика, в которой эффективная канавка формируется при малой плотности мощности посредством использования лазера непрерывного излучения и посредством изменения формы сфокусированного лазерного луча от круговой формы до эллиптической формы.

[0011]

Кроме того, в прошлом, в качестве источника лазерного света использовался CO₂ лазер, в котором легко получается относительно высокая мощность. Длина волны CO₂ лазера находится в диапазоне от 9 до 11 мкм, и лазерный свет с этой длиной волны сильно поглощается паром металла или плазмой, которая возникает в точке машинной обработки (положение машинной обработки). По этой причине, мощность лазерного света, достигающего поверхности стального листа, уменьшается так, что уменьшается эффективность машинной обработки. Кроме того, поскольку плазма, или пар металла, нагретыее и расширенныыее в результате поглощения лазерного света, действует как вторичный источник тепла, тем самым, расплавляя периферию краевого участка (участок кромки) канавки, количество расплава увеличивается, так, что форма (например, увеличение выступа, возникшего из расплава (описываемого ниже)) канавки становится хуже.

Патентные ссылки

[0012]

[Патентная Ссылка 1] Японская Рассмотренная Патентная заявка, Вторая Публикация №. S58-26406

[Патентная Ссылка 2] Японская Рассмотренная Патентная заявка, Вторая Публикация №. S62-54873

[Патентная Ссылка 3] Японская Рассмотренная Патентная заявка, Вторая Публикация

№. S62-53579

[Патентная Ссылка 4] Японская Нерассмотренная Патентная заявка, Первая Публикация №. H6-57335

[Патентная Ссылка 5] Японская Нерассмотренная Патентная заявка, Первая Публикация №. 2003-129135

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые в изобретении

[0013]

В описанной выше обычной методике формирования канавки облучением лазерным лучом, лазерный луч поглощается у поверхности стального листа так, что металл (основа) стального листа плавится, в соответствии с чем, мелкие расплавленные капельки распыляются, или матрица поверхности стального листа, нагретого до точки кипения, испаряется, так, что формируется канавка. Расплавы на поверхности стального листа распыляются вследствие давления высокотемпературного пара металла, или плазмы, в точке машинной обработки (точка облучения лазерным лучом). В случае, когда формируется большое количество расплава, или в случае, когда давление мало, расплав не может быть рассеян полностью и прилипает к периферийному участку сформированной канавки, так, что формируется поверхностный выступ, как показано на Фиг. 6.

[0014]

Поскольку текстурованные листы электротехнической стали укладываются послойно и сжимаются, формируя трансформатор, то если поверхностный выступ становится очень большим, электрическая изоляция между матрицами текстурованных электротехнических стальных листов в слоях ухудшается. Кроме того, если поверхностный выступ сжимается, поскольку в стальном листе возникает деформация вследствие напряжений, то возникает проблема ухудшения ситуации с потерями в материале. В описанных выше обычных методиках, хотя и возможно эффективно сформировать глубокую канавку, имеется проблема в том, что трудно в достаточной степени уменьшить поверхностный выступ.

[0015]

Настоящее изобретение было создано ввиду вышеупомянутых обстоятельств и оно предоставляет текстурованный лист электротехнической стали, причем даже если текстурованные электротехнические стальные листы укладываются послойно и сжимаются в качестве материала железного сердечника обмоточного трансформатора, ухудшение электрической изоляции между слоями и увеличение напряжения устранены, так, что текстурованный лист электротехнической стали имеет превосходную энергетическую эффективность (то есть, низкие потери в материале, далее обозначаемые как характеристики потерь в материале). Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способ для производства текстурованного листа электротехнической стали, в котором при формировании канавки в текстурованном листе электротехнической стали, который используется как материал железного сердечника, или подобного, для обмоточного трансформатора, посредством облучения поверхности стального листа лазерным лучом, размер поверхностного выступа, который образуется на периферийном участке канавки, уменьшается в максимально возможной степени, и который является подходящим для высокоскоростной поточной линии.

Средства для решения проблемы

[0016]

Сущность изобретения, вкратце, заключается в следующем.

(1) Способ производства текстурованного листа электротехнической стали в соответствии с объектом настоящего изобретения включает в себя формирование канавок, причем каждая имеет заданную длину и вытянута в направлении, пересекающем направление транспортировки текстурованного листа электротехнической стали, при заданных интервалах в направлении транспортировки, посредством облучения поверхности текстурованного листа электротехнической стали лазерным лучом, при сканировании поверхности текстурованного листа электротехнической стали лазерным лучом. В способе для производства текстурованного листа электротехнической стали, лазерный луч представляет собой луч лазера непрерывного излучения с длиной волны λ от 1,0 мкм до 2,1 мкм, с плотностью мощности Pd [Вт/мм²], которая получается делением интенсивности P лазерного луча на площадь S сфокусированного луча, составляющей 5×10⁵ Вт/мм², или более, и плотность мощности Pd [Вт/мм²] и скорость сканирования V [мм/с] сфокусированного пятна лазерного луча на поверхности текстурованного листа электротехнической стали удовлетворяет соотношению 0,005×Pd+3000≤V≤0,005×Pd+40000.

(2) В способе для производства текстурованного листа электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутым п. (1), лазерный луч может быть оптоволоконным лазерным светом или светом твердотельного лазера типа тонкого диска, включая YAG лазер.

(3) В способе для производства текстурованного листа электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутыми п.п. (1) или (2), плотность мощности Pd [Вт/мм²] и скорость сканирования V [мм/с] может удовлетворять соотношению 0,005×Pd+4050≤V≤0,005×Pd+40000.

(4) В способе для производства текстурованного листа электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутыми п.п. (1) или (2), плотность мощности Pd [Вт/мм²] и скорость сканирования V [мм/с] может удовлетворять соотношению 0,005×Pd+11070≤V≤0,005×Pd+30700.

(5) В способе для производства текстурованного листа электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутыми п.п. (1) или (2), диаметр d сфокусированного пятна может быть 0,10 мм или меньше.

(6) Текстурованный лист электротехнической стали, в соответствии с другим объектом настоящего изобретения, включает в себя канавки, причем каждая имеет заданную длину, вытянутую в направлении, пересекающем направление транспортировки, и сформированы при заданных интервалах в направлении транспортировки посредством лазерного луча. Текстурованный лист электротехнической стали включает в себя затвердевший слой, предоставленный на внешней поверхности канавок, причем глубина канавки находится в пределах от 8 мкм до 30 мкм, и площадь сечения канавки составляет меньше, чем 1800 мкм².

(7) Текстурованный лист электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутым п. (6), причем глубина канавки может быть в пределах от 10 мкм до 30 мкм,

(8) В текстурованном листе электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутыми п.п. (6) или (7), площадь сечения канавки может быть меньше, чем 1000 мкм².

(9) В текстурованном листе электротехнической стали в соответствии с вышеупомянутыми п.п. (6) или (7), площадь сечения канавки может быть меньше, чем 600 мкм².

Эффекты изобретения

[0017]

В текстурованном листе электротехнической стали в соответствии с настоящим изобретением, поскольку высота выступа периферийного участка канавки уменьшается до 5 мкм, или меньше, даже если текстурованные электротехнические стальные листы укладываются послойно и сжимаются как материал железного сердечника обмоточного трансформатора, ухудшение электрической изоляции между слоями и увеличение напряжения вследствие деформации устраняются, так, что текстурованный лист электротехнической стали имеет превосходные характеристики потерь в материале. Кроме того, в соответствии со способом для производства текстурованного листа электротехнической стали, относящегося к изобретению, оказывается возможным установить производственный процесс, который может соответствовать скорости высокоскоростной линии вследствие высокоскоростного сканирования луча, и который имеет высокую производительность.

Краткое описание чертежей

[0018]

Фиг. 1 изображает диаграмму, показывающую соотношение между плотностью мощности облучения лучом лазера и верхний и нижний пределы скорости сканирования луча.

Фиг. 2 - диаграмма, показывающая пример соотношения между снижением потерь в материале текстурованного листа электротехнической стали вследствие формирования канавки и глубины канавки.

Фиг. 3А - вид сечения канавки, сформированной облучением лазерным лучом с малой скоростью сканирования лучом и периферийный участок канавки.

Фиг. 3B - вид сечения канавки, сформированной облучением лазерным лучом с малой скоростью сканирования лучом и периферийный участок канавки.

Фиг. 3C - вид сечения канавки, сформированной облучением лазерным лучом с достаточной скоростью сканирования лучом и периферийный участок канавки.

Фиг. 4 - диаграмма, показывающая пример влияния скорости сканирования лучом на высоту выступа, полученного из расплава, и на глубину канавки.

Фиг. 5 - схема, показывающая пример производственного аппарата, который используется в варианте реализации.

Фиг. 6 - вид сечения канавки, сформированной облучением лазерным лучом с использованием CO₂ лазера, который является обычной методикой, и периферийный участок канавки.

Фиг. 7 - диаграмма, показывающая соотношение между площадью сечения канавки и средней высотой выступа.

Подробное описание изобретения

[0019]

Ниже, со ссылкой на сопровождающие чертежи описываются предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения.

Авторы тщательно исследовали механизм, согласно которому поверхностный выступ (выступ, или выступ, полученный из расплава) текстурованного листа электротехнической стали формируется во время облучения лазерным лучом. Как описано выше, лазерный луч поглощается поверхностью стального листа при его облучении лазерным лучом, в силу чего основа стального листа плавится, так, что мелкие капельки расплава распыляются. Расплав распыляется вследствие давления высокотемпературного пара металла, или плазмы, в точке машинной обработки (точка облучения лазерным лучом). В прошлом, для формирования канавки в текстурованном листе электротехнической стали использовался CO₂ лазер, в котором легко получается относительно высокая мощность. Выполняя эксперимент для формирования канавки в текстурованном листе электротехнической стали, используя CO₂ лазер, как источник света, и подробно исследуя явление плавления, было установлено, что поверхностный выступ образуется в соответствии со следующим механизмом.

[0020]

То есть, длина волны CO₂ лазера находится в полосе 9-11 мкм и лазерный свет с этой длиной волны сильно поглощается паром металла, или плазмой, которая возникает в точке машинной обработки. Поэтому, мощность лазерного света, достигающего поверхности стального листа, уменьшается так, что и эффективность машинной обработки уменьшается. Кроме того, поскольку плазма, или пар металла, нагреваемые и расширяющиеся при поглощении лазерного света, действуют как вторичный источник тепла, тем самым, расплавляя периферию краевого участка канавки, количество расплава увеличивается. Считается, что большой выступ, получаемый из расплава, формируется вследствие уменьшения мощности лазерного света, достигающего поверхности, и увеличения количества расплава.

[0021]

Поэтому, был осуществлен эксперимент с облучением стального листа лазерным лучом, испускаемым от лазерного источника света с хорошими условиями фокусировки при длине волны в диапазоне от 1,0 мкм до 2,1 мкм, то есть, такой лазерный источник света, как оптоволоконный лазер, или YAG лазер типа тонкого диска, и подробно были изучены условия облучения. В результате, как описано ниже, было установлено, что может быть изготовлен текстурованный лист электротехнической стали, в котором потери в материале малы и размер поверхностного выступа уменьшен.

[0022]

Вначале, подробно, с использованием чертежей, описывается вариант реализации способа для изготовления текстурованного электротехнического стального листа в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 5 приведена схема, показывающая пример технологического аппарата, который снабжен лазерным источником света и устройством облучения лазерным лучом, которые используются в этом варианте реализации. Кроме того, на Фиг. 5 также показано место облучения лазерным светом, в котором облучается текстурованный лист электротехнической стали (стальной лист) 1. Описан пример, в котором в качестве лазерного источника света используется оптоволоконный лазер с активной средой, легированной иттербием (Yb). На Фиг. 5, стальной лист 1 представляет собой текстурованный лист электротехнической стали с шириной листа 150 мм после вторичной рекристаллизации, и стеклянным покрытием, образованным на поверхности основы. Стальной лист 1 транспортируется с постоянной скоростью в направлении линии (направление прокатки или направление транспортировки) L с линейной скоростью VL.

[0023]

Лазерное устройство 2 представляет собой коммерчески доступный оптоволоконный лазер, имеющий максимальную мощности 2000 Вт, и имеющий в качестве лазерной среды волоконный сердечник, легированный иттербием (Yb), с длиной волны излучаемого света в диапазоне от 1,07 мкм до 1,08 мкм. Диаметр сердечника составляет приблизительно 15 мкм, и лазерная колебательная мода, формирующая выходной луч, приблизительно представляет собой фундаментальную Гауссову моду. Свет лазера непрерывного излучения (CW), выходящий из лазерного устройства 2, передается через оптическое стекловолокно 3 и достигает устройства 4 лазерного облучения. Устройство 4 лазерного облучения включает в себя коллиматор 5, икоасаэдрическое многоугольное вращающееся зеркало 6, и fθ линзу 7, имеющую фокусное расстояние 200 мм. Коллиматор 5 регулирует диаметр лазерного луча LB, выходящего из передаточного стекловолокна 3. Кроме того, вращающееся многоугольное зеркало 6 отклоняет лазерный луч LB, тем самым, сканируя стальной лист 1 лазерным лучом LB с высокой скоростью, приблизительно в направлении C ширины листа, и fθ линза 7 фокусирует лазерный луч LB.

[0024]

Скорость V сканирования луча на стальном листе 1 регулируется в пределах от 2 м/с до 50 м/с посредством регулировки скорости вращения вращающегося многоугольного зеркала 6. Ширина сканирования в направлении ширины листа сфокусированного луча на стальном листе 1 составляет приблизительно 150 мм. Диаметр (диаметр, в котором включено 86% энергии) d сфокусированного луча регулируется, чтобы находиться в пределах от 10 мкм до 100 мкм посредством изменения диаметра выходного луча используя коллиматор 5. Кроме того, фокусирующий механизм (не показан) располагается между вращающимся многоугольным зеркалом 6 и fθ линзой 7, имеющей фокусное расстояние 200 мм, и расстояние между fθ линзой 7 и стальным листом может быть отрегулировано фокусирующим механизмом. Стальной лист 1 сканируется лазерным лучом одной гранью вращающегося многоугольного зеркала 6, которое вращается так, чтобы единственная канавка, имеющая заданную длину (например, всю длину в направлении ширины листа), формировалась в стальном листе 1 приблизительно в направлении ширины. Расстояние между канавками, смежными одна с другой, в направлении L, то есть, шаг PL облучения в направлении прокатки (направление транспортировки) может быть изменено настройкой скорости VL линии и скорости вращающегося многоугольника. Таким образом, посредством облучения стального листа 1 лазерным лучом LB, используя устройство 4 лазерного облучения, формируются канавки при постоянных интервалах PL сканирования (интервал сканирования соответствует шагу облучения или интервалу канавок) в направлении L прокатки. То есть, посредством облучения поверхности текстурованного листа электротехнической стали лазерным лучом при фокусировке лазерного луча на поверхности текстурованного электротехнического стального листа и последующего сканирования поверхности текстурованного листа электротехнической стали лазерным лучом, канавки, каждая имеющая заданную длину и вытянутые в направлении, приблизительно перпендикулярном направлению транспортировки текстурованного листа электротехнической стали (направление, пересекающее направление транспортировки, или направление, включающее в себя векторный перпендикуляр направлению транспортировки, например, в пределах ±45° от перпендикулярного направления) формируются при заданных интервалах в направлении транспортировки.

[0025]

На стальном листе 1 после облучения лазерным лучом выполняется снимающий напряжения отжиг приблизительно при 800°C в печи для отжига (не показано), и затем обеспечивается изолирующее покрытие посредством устройства для покрытия (не показанный), чтобы придать электрическую изоляцию и обеспечить натяжение для поверхности. Кроме того, толщина изолирующего покрытия находится в пределах от 2 мкм до 3 мкм.

[0026]

<Соотношение между Глубиной Канавки и Эффектом Снижения Потерь в материале>

Прежде всего, было исследовано соотношение между глубиной канавки и эффектом снижения потерь в материале. В качестве материала, были приготовлены текстурованные электротехнические стальные листы, имеющие B8 для 1,90 Тл. Здесь, В8 определяется плотностью [T] магнитного потока, который создается напряженностью H намагничивающего поля 0,8 А/м. В частности, в случае текстурованного листа электротехнической стали, B8 представляет собой плотность магнитного потока, когда стальной лист был намагничен в направлении прокатки. Чем выше B8, тем выше кристаллическая ориентация стального листа 1 (большая ориентация) и, в целом, потери в материале также оказываются малыми. Используя эти материалы, канавки были сформированы на поверхности стального листа посредством облучения лазерным лучом в таких условиях облучения лазерным лучом, когда интенсивность P лазерного луча составляла 1000 Вт, диаметр d сфокусированного луча - 0,03 мм, плотность мощности Pd-14×10⁵Вт/мм², интервал PL канавки - 3 мм, скорость V сканирования луча находится в пределах от 2500 мм/с до 50000 мм/с. Таким образом, посредством формирования канавок на поверхности стальных листов при различных скоростях V сканирования лучом, были изготовлены стальные листы, каждый имеющий различные глубины канавок. Кроме того, в данном случае внимание обращается только на соотношение между глубиной канавки и эффектом снижения потерь в материале, и высота выступа, получаемого от плавления на периферии канавки, не принимается во внимание. Оценка была выполнена посредством вырезания единственного образца листа, имеющего размер, в котором длина в направлении прокатки составляет 300 мм, и длина в направлении ширины - 60 мм, из каждого из стальных листов со сформированными в них канавками, и посредством измерения потерь в материале Wg способом SST (Тестер Отдельного Листа), который является известным способом измерения потерь в материале. Кроме того, потери в материале W0 для текстурованного электротехнической стали, в котором канавка не образована, из того же самого материала, были также измерены этим способом. Здесь, потери Wg в материале и потери W0 в материале представляют собой значения потерь в материале в таких условиях возбуждения, когда частота составляет 50 Гц, и максимальная плотность магнитного потока - 1,7 Тл. Сравнительная оценка эффектов снижения потерь в материале была выполнена посредством вычисления снижения потерь η% в материале с помощью следующего уравнения (1) с использованием потерь Wg в материале и W0 потерь в материале.

η=(W0-Wg)/W0×100 (1)

[0027]

На Фиг. 2 приведена схема, показывающая пример соотношения между измеренной глубиной канавки на поверхности стального листа и снижением η потерь в материале. Каждый стальной лист, для которого была измерена глубина канавки, имел то же самое качество материала и толщина листа при этом составляла 0,23 мм. Как показано на Фиг. 2, при глубине канавки 8 мкм или более, эффект снижения потерь в материале значительно увеличивается и получено снижение η потерь в материале, превышающее 10% (η>10%). При глубине канавки в пределах от 10 мкм до 30 мкм, снижение потерь η в материале имеет максимальное значение приблизительно 13%. Кроме того, если глубина канавки превышает 30 мкм, снижение потерь η в материале уменьшается до значения, менее 10%. Если канавка становится слишком глубокой, площадь сечения области (область, имеющая высокую магнитную проницаемость) стального листа на участке, который включает в себя канавку, становится малой, потери в материале увеличиваются. Поэтому, в отношении снижения потерь в материале, разумно, чтобы глубина канавки выбиралась в пределах от 8 мкм до 30 мкм.

[0028]

<Соотношение между Выступом (Поверхностный выступ), получаемым от Расплава, и Характеристиками Трансформатора>

Затем, было исследовано влияние на характеристики трансформатора выступа (поверхностный выступ), полученного из расплава. В данном случае, в качестве характеристики трансформатора была оценена электрическая изоляция между ламинированными стальными листами. Это так потому, что имеется потребность в подержании электрической изоляции между смежными слоями (между основами), когда текстурованные листы электротехнической стали укладываются послойно и сжимаются при изготовлении трансформатора. Поэтому, прижимая множество контактных электродов на одной стороне образца отдельного листа, изготовленного при вышеописанных условиях облучения лазерным лучом, и затем, подавая на них напряжение, был измерен электрический ток, текущий между электродами. Относительно условий измерения, площадь на контактный электрод составляет 1см², напряжение - 0,5 В, давление на контакт - 230psi (1,58 МПа), и число контактных электродов - 10. Если электрический ток, текущий между электродами, измеренными этим способом измерения, равен, или меньше, чем 600 мА, для обычного трансформатора, а именно для небольшого трансформатора, получены хорошие характеристики. Кроме того, для крупного трансформатора, в котором межслоевое напряжение становится относительно высоким, предпочтительно, чтобы электрический ток был равен, или меньше, чем 100 мА. В Таблице 1, показан пример измерения в связи с соотношением между высотой поверхностного выступа (средняя высота выступа) и электрическим током (межслоевой ток).

[0029]

Таблица 1
Средняя высота выступа (мкм)	<1	2	3	5	10	20
Межслоевой ток (мА)	0	50	100	600	700	850

[0030]

Как показано в Таблице 1, если высота поверхностного выступа уменьшается до 5 мкм, или менее, межслоевой ток может быть снижен до 600 мА или менее, так, чтобы текстурованный лист электротехнической стали с сформированными в нем канавками мог предпочтительно использоваться в обычном железном сердечнике трансформатора. Кроме того, если высота поверхностного выступа уменьшается до 3 мкм, или менее, межслоевой ток может быть снижен до 100 мА, или менее, так, чтобы между слоями поддерживалась достаточная электрическая изоляция. Поэтому текстурованный лист электротехнической стали с сформированными в нем канавками может также предпочтительно использоваться в различных железных трансформаторных сердечниках, в которых может возникнуть высокое межслоевое напряжение. Кроме того, если высота поверхностного выступа уменьшается до 1мкм, или менее, то получается почти полная изоляция между слоями.

Предполагается, что вышеописанное соотношение между высотой поверхностного выступа и межслоевым током зависит от толщины (приблизительно 3 мкм) изолирующего покрытия, которое формируется на поверхности стального листа на чистовой линии текстурованного листа электротехнической стали. При изготовлении железного сердечника трансформатора, поскольку поверхностный выступ присутствует только на одной из стальных поверхностей листа, обращенных одна к другой вследствие ламинирования, если поверхностный выступ равен или меньше, чем данный размер, то оказывается возможным обеспечить достаточную электрическую изоляцию посредством и