Kontrola chemického zloženia plechu z kremíkovej ocele

Kremíková oceľ (elektrická oceľ) je ťažným magnetickým materiálom pre transformátory, motory a generátory. O jeho magnetickej výkonnosti - strata jadra, permeabilita a magnetizačný prúd - sa rozhoduje predovšetkým v oceliarskej peci, kde sa chemické zloženie kontroluje v úzkych oknách. Tento článok vysvetľuje princípy kontroly zloženia obochorientované na zrno- (GO)aneorientovaný (NIE)plechy z kremíkovej ocele.

 

Nie ste si istí, ktorá trieda kremíkovej ocele sa hodí pre váš projekt transformátora alebo motora?

Náš technický tím vám môže pomôcť s výberom triedy, porovnaním výkonu a odporúčaniami pre konkrétny projekt.

Obráťte sa na bezplatnú technickú konzultáciu

 

Kremík: definujúci prvok

Kremík zvyšuje elektrický odpor (zníženie strát vírivých{0}}prúdov), ale príliš veľa kremíka robí oceľ tvrdou a krehkou a znižuje indukciu saturácie.

Produkt	Typický rozsah Si	Hlavný účel
Neorientovaný- (NIE)	0,5 – 3,5 % (triedy podľa Si: napr. 50W470, 35W300)	Motory, generátory - izotropné magnetické vlastnosti
Orientované na zrno- (GO)	2.9–3.5%	Transformátory - s nízkou stratou v smere otáčania

 

Uhlík: Ultra{0}}nízky pre triedy GO

V prípade ocele s orientovanou zrnitosťou- musí byť uhlík znížený na veľmi nízke úrovne (zvyčajne menej alebo rovný 0,003 – 0,005 %)po dekarbonizačnom žíhaní, pretože zvyškový uhlík zabraňuje sekundárnej rekryštalizácii, ktorá vytvára ostrú Gossovu textúru. Kontrolné opatrenia zahŕňajú vákuové odplynenie, starostlivý deoxidačný postup a záverečné oduhličovacie žíhanie vo vlhkej vodíkovej atmosfére. V prípade -neorientovaných tried je uhlík tiež udržiavaný na nízkej úrovni (menej ako alebo rovný 0,005 %), aby sa zabránilo magnetickému starnutiu - pomalému zvyšovaniu straty jadra počas životnosti spôsobenej zrážaním uhlíka.

 

Mangán, fosfor, síra

• mangán:zlepšuje spracovateľnosť za tepla a pôsobí proti krehkosti spôsobenej sírou; typicky 0,1 – 0,5 % v závislosti od triedy. Nadmerné množstvo Mn môže zvýšiť straty prostredníctvom solídneho-roztoku, takže je prísne kontrolované.
• fosfor:zvyšuje odolnosť a tvrdosť tried NO a zlepšuje kvalitu dierovania tenkých plechov, ale zhoršuje spracovateľnosť za studena a podporuje segregáciu; udržiavané pod ~0,05–0,1 % v závislosti od stupňa.
• Síra:škodlivá nečistota - tvorí inklúzie MnS, ktoré narúšajú rast zŕn a pohyb domén{1}}steny, čím zvyšujú stratu jadra. Spracovanie GO využíva kontrolované precipitáty MnS ako inhibítory a potom ich odstraňuje vysokoteplotným purifikačným žíhaním; konečné S je typicky menšie alebo rovné 0,005 %.

 

Hliník a dusík (inhibítory GO)

V zrnitej-orientovanej oceli jemné precipitáty (AlN, MnS) pôsobia akoinhibítoryktoré podporujú normálny rast zŕn počas primárnej rekryštalizácie, čo umožňuje abnormálny rast Goss{0}}orientovaných zŕn v záverečnom vysokoteplotnom{1}}žíhaní. Hliník a dusík sú preto kontrolované v špecifických rozsahoch a neskôr odstránené v purifikačnom žíhaní (konečné rozpustenie AlN), pričom zostáva čistý konečný produkt s nízkou stratou jadra.

 

Čistenie ocele

„Čistenie“ znamená minimalizáciu ne{0}}kovových inklúzií (oxidy, sulfidy, nitridy) po tom, čo fáza inhibítora splnila svoj účel. Čistá oceľ sa dosiahne:

• Vákuové odplynenie (RH/VD) na odstránenie plynov a inklúzií.
• Úprava vápnikom alebo panvová metalurgia na modifikáciu morfológie inklúzií.
• Kontinuálne liatie s elektromagnetickým miešaním pre homogénne tuhnutie.
• Finálne purifikačné žíhanie pre triedy GO (vysoká teplota, vodíková atmosféra), ktoré rozpúšťa zvyškové inhibítory.

 

Vplyv na magnetické vlastnosti

Miera zloženia	Effect
Vyšší Si	Vyšší merný odpor, nižšia strata vírivým{0}}prúdom; tvrdší, krehkejší
Mimoriadne-nízka C	Stabilná nízka strata jadra, žiadne magnetické starnutie
Nízke S, nízke inklúzie	Jednoduchý pohyb steny-domény, nízka hysterézna strata
Riadený Al/N (GO)	Ostrá Goss textúra, nízka strata v smere valcovania

 

Normy

Zloženie a magnetické vlastnosti sú špecifikované v GB/T 2521 (Čína), IEC 60404-8-x, ASTM A876 (GO) a ASTM A677 (NO). Pri objednávaní vždy potvrďte označenie triedy, garantovanú stratu jadra pri menovitej hustote toku a frekvencii (napr. 1,7 T/50 Hz pre GO) a hustotu použitú na výpočet straty.