Kontrola chemického složení plechu z křemíkové oceli

Křemíková ocel (elektrická ocel) je tahounem magnetickým materiálem pro transformátory, motory a generátory. O jeho magnetickém výkonu - ztráta jádra, permeabilita a magnetizační proud - se rozhoduje především v ocelářské peci, kde se chemické složení kontroluje v úzkých oknech. Tento článek vysvětluje principy kontroly složení pro obaorientované na zrno- (GO)aneorientovaný (NE)plechy z křemíkové oceli.

 

Nejste si jisti, která třída křemíkové oceli se hodí pro váš projekt transformátoru nebo motoru?

Náš technický tým vám může pomoci s výběrem třídy, srovnáním výkonu a doporučeními pro konkrétní projekt.

Obraťte se na bezplatnou technickou konzultaci

 

Křemík: určující prvek

Křemík zvyšuje elektrický odpor (snižuje ztráty vířivými{0}}proudy), ale příliš mnoho křemíku činí ocel tvrdou a křehkou a snižuje indukci saturace.

Produkt	Typický rozsah Si	Hlavní účel
Neorientovaný- (NE)	0,5–3,5 % (třídy podle Si: např. 50W470, 35W300)	Motory, generátory - izotropní magnetické vlastnosti
Orientace na zrno- (GO)	2.9–3.5%	Transformátory - s nízkou ztrátou ve směru otáčení

 

Uhlík: Ultra-nízký pro třídy GO

U oceli s orientovanou strukturou- musí být uhlík snížen na velmi nízkou úroveň (obvykle méně než nebo rovno 0,003–0,005 %)po oduhličovacím žíhání, protože zbytkový uhlík zabraňuje sekundární rekrystalizaci, která vytváří ostrou Gossovu texturu. Kontrolní opatření zahrnují vakuové odplyňování, pečlivé provádění dezoxidace a závěrečné oduhličovací žíhání ve vlhké vodíkové atmosféře. U ne-orientovaných jakostí je uhlík také udržován na nízké úrovni (méně než nebo rovný 0,005 %), aby se zabránilo magnetickému stárnutí - pomalému nárůstu ztrát jádra v průběhu životnosti způsobenému srážením uhlíku.

 

Mangan, Fosfor, Síra

• Mangan:zlepšuje zpracovatelnost za tepla a působí proti křehkosti způsobené sírou; typicky 0,1–0,5 % v závislosti na třídě. Nadměrné množství manganu může zvýšit ztráty prostřednictvím efektů pevného-řešení, takže je přísně kontrolováno.
• Fosfor:zvyšuje odolnost a tvrdost tříd NO a zlepšuje kvalitu děrování tenkých plechů, ale zhoršuje zpracovatelnost za studena a podporuje segregaci; udržovány pod ~0,05–0,1 % v závislosti na stupni.
• Síra:škodlivá nečistota - tvoří inkluze MnS, které narušují růst zrn a pohyb domén{1}}stěny a zvyšují ztrátu jádra. Zpracování GO využívá řízené precipitáty MnS jako inhibitory a poté je odstraňuje vysokoteplotním purifikačním žíháním; konečné S je typicky menší nebo rovno 0,005 %.

 

Hliník a dusík (inhibitory GO)

V oceli s orientovanou strukturou- působí jemné precipitáty (AlN, MnS).inhibitorykteré podporují normální růst zrn během primární rekrystalizace, což umožňuje abnormální růst Gossových -orientovaných zrn v závěrečném vysokoteplotním- žíhání. Hliník a dusík jsou proto řízeny ve specifických rozmezích a později odstraněny v purifikačním žíhání (konečné rozpouštění AlN), přičemž zůstává čistý konečný produkt s nízkou ztrátou jádra.

 

Čištění oceli

„Čištění“ označuje minimalizaci ne{0}}kovových inkluzí (oxidy, sulfidy, nitridy) poté, co fáze inhibitoru splnila svůj účel. Čisté oceli se dosahuje:

• Vakuové odplynění (RH/VD) k odstranění plynů a vměstků.
• Úprava vápníkem nebo pánvová metalurgie pro modifikaci morfologie vměstků.
• Kontinuální lití s ​​elektromagnetickým mícháním pro homogenní tuhnutí.
• Finální čištění žíhání pro třídy GO (vysoká teplota, vodíková atmosféra), které rozpouští zbytkové inhibitory.

 

Vliv na magnetické vlastnosti

Míra složení	Účinek
Vyšší Si	Vyšší měrný odpor, nižší ztráta vířivých{0}}proudů; tvrdší, křehčí
Ultra-nízká C	Stabilně nízké ztráty jádra, žádné magnetické stárnutí
Nízké S, nízké inkluze	Snadný pohyb stěny-domény, nízká hysterezní ztráta
Řízený Al/N (GO)	Ostrá Goss textura, nízká ztráta ve směru odvalování

 

Normy

Složení a magnetické vlastnosti jsou specifikovány v GB/T 2521 (Čína), IEC 60404-8-x, ASTM A876 (GO) a ASTM A677 (NO). Při objednávání vždy potvrďte označení jakosti, garantovanou ztrátu jádra při jmenovité hustotě toku a frekvenci (např. 1,7 T/50 Hz pro GO) a hustotu použitou pro výpočet ztráty.