Aço de silicio orientado a granel laminado a frio (CRGO) | Propiedades Aplicacións

A adición de silicio (Si) ao ferro (Fe) en proporcións adecuadas coa axuda de determinados procesos de fabricación mellora significativamente as propiedades magnéticas e eléctricas do ferro. Ao final do século XIX, descubriuse que a adición de silicio ao ferro melloraba significativamente a resistividade do ferro, polo que se desenvolveu o acero de silicio, coñecido hoxe como acero eléctrico. Non só reduciu as perdas por correntes de Foucault no acero, senón que tamén se observou unha mellora significativa na permeabilidade magnética e na redución da magnetorrestricción. A táboa a continuación mostra como cambian certos comportamentos eléctricos e magnéticos do ferro coa adición de silicio.

N. P. Goss, o primeiro inventor do proceso de fabricación de acero de silicio laminado en frío orientado (CRGO) en 1933, expresou a súa idea coas seguintes palabras: "Teño evidencia experimental que me leva a crer que hai unha relación aparente entre o tamaño dos granos e a ductilidade dunha probeta e as súas propiedades magnéticas. Esta evidencia mostra que granos pequenos e uniformes e alta ductilidade acompañan a alta permeabilidade". Esta idea provocou unha revolución na industria do acero, levando á produción de aceros de alta calidade. Basándose na orientación dos granos, hai dous tipos de aceros de silicio:

1. Acero de silicio orientado (GO).

2. Acero de silicio non orientado (NGO).

Nas seccións seguintes, discutiremos o acero GO. Específicamente, falaremos do acero de silicio laminado en frío orientado (CRGO) e as súas aplicacións.

Laminación en frío do acero

Realízase para reducir o grosor do acero nun rango de 0,1 mm a 2 mm, que non se pode lograr coa laminación en quente. Durante este proceso, baixo condicións controladas, obtéñense características magnéticas óptimas na dirección de laminación. Esta dirección tamén é coñecida como textura de Goss (110)[001], que é a dirección de fácil magnetización na dirección de laminación. Isto pode mostrarse na figura a continuación. O acero orientado non se usa en máquinas eléctricas rotativas nas que o campo magnético está no plano das láminas, pero o ángulo entre o campo magnético e a dirección de laminación cambia. Para este propósito, úsase o acero de silicio non orientado.

Representación esquemática da textura de laminación (110)[001] ou textura de Goss

Propiedades do acero CRGO

É un material magnético blando e ten as seguintes propiedades:

• Alta permeabilidade magnética.

• Redución da magnetorrestricción.

• Alta resistividade.

• Alto factor de laminación ou empilhamento que permite diseños compactos.

• Baixas perdas.

Calidades do acero CRGO

• As primeiras calidades de acero eran coñecidas como M7 (0,7 vatios /lb a 1,5T/60Hz) e M6 (0,6 vatios/lb a 1,5T/60Hz).

• De forma semellante, as calidades M5, M4 e M3 foron desenvoltas a finais dos anos sesenta.

• Un novo material chamado Hi-B ten un grao de orientación notable e é 2-3 calidades mellor que os produtos convencionais de acero CRGO.

Aplicación do acero de silicio CRGO como núcleo de transformador

O acero de calidade CRGO atopase principalmente como material de núcleo para transformadores de potencia e transformadores de distribución. Esto pode explicarse como segue:

• A alta permeabilidade magnética conduce a correntes de excitación baixas e a induciones menores.

• Baixa histéresis e perdas por correntes de Foucault.

• Excelente factor de laminación que conduce a deseños mellores e compactos, e, polo tanto, menos material necesario.

• Altas características de saturación de rodilleira.

• Un nivel moi baixo de magnetorrestricción conduce á redución do ruído.

• Melhora a facilidade de bobinado e aumenta a produtividade.

Perspectivas futuras do acero de silicio CRGO

Aínda que haxa alternativas aos graos CRGO de acero, como o níquel-hierro, mu-metal, tira de boro amorfo, superglass, etc., o acero CRGO aínda é a opción superior na industria dos transformadores. As ligas como o metal amorfo Fe78-B13-Si9 demostráronse ter moito menos perdas de núcleo cando se usan como núcleo de transformadores de distribución en comparación co acero de grao CRGO. Unha composición óptima de adición de silicio no acero pode cambiar a textura para lograr propiedades magnéticas desexables cando se fabrica baixo condicións controladas.

Declaración: Respetar o orixinal, artigos bons son dignos de compartir, se hai algún incumprimento, póñase en contacto para eliminar.