निर्मित ग्रेन दिशापूर्वक (CRGO) सिलिकॉन स्टील | गुणधर्म एवं अनुप्रयोग
लोहे (Fe) में सिलिकॉन (Si) की निर्दिष्ट प्रक्रियाओं की मदद से सही मात्रा में जोड़ने से लोहे की चुंबकीय और विद्युतीय गुणवत्ता में महत्वपूर्ण सुधार होता है। 19वीं शताब्दी के अंत तक, पाया गया कि लोहे में सिलिकॉन का जोड़ने से लोहे की प्रतिरोधकता में महत्वपूर्ण सुधार होता है, इस प्रकार सिलिकॉन स्टील या जो आज हम इलेक्ट्रिकल स्टील के रूप में जानते हैं, विकसित किया गया। यह न केवल स्टील में एडी करंट नुकसान को कम करने में मदद करता है, बल्कि चुंबकीय पारगम्यता में महत्वपूर्ण सुधार और चुंबकीय विस्तार में कमी देखी गई। नीचे दी गई तालिका दिखाती है कि लोहे में सिलिकॉन के जोड़ने से कैसे कुछ विद्युतीय और चुंबकीय व्यवहार बदलते हैं।
N. P. Goss, 1933 में ठंडे रोल्ड ग्रेन ऑरिएंटेड सिलिकॉन स्टील या CRGO स्टील निर्माण प्रक्रिया के प्रारंभिक आविष्कारक, ने अपने शब्दों में कहा, "मेरे पास प्रयोगशाला का साक्ष्य है जो मुझे यकीन दिलाता है कि नमूने के ग्रेन का आकार और टेनेबिलिटी और उसकी चुंबकीय गुणों के बीच एक संबंध है। यह साक्ष्य दिखाता है कि छोटे, एकसमान ग्रेन और उच्च टेनेबिलिटी उच्च पारगम्यता के साथ आते हैं"। यह विचार स्टील उद्योग में क्रांति ला दिया, जिससे उच्च-ग्रेड स्टील का उत्पादन हुआ। ग्रेन के दिशा-निर्देशन के आधार पर सिलिकॉन-स्टील के दो प्रकार हैं:
ग्रेन ऑरिएंटेड सिलिकॉन स्टील (GO)।
नॉन-ग्रेन ऑरिएंटेड सिलिकॉन स्टील (GNO)।
आगे के अनुभागों में, हम GO स्टील पर चर्चा करेंगे। विशेष रूप से, हम ठंडे रोल्ड ग्रेन ऑरिएंटेड (CRGO) सिलिकॉन स्टील और इसके अनुप्रयोगों पर चर्चा करेंगे।
स्टील का ठंडा रोलिंग
यह 0.1 mm से 2 mm की श्रेणी में स्टील की मोटाई को कम करने के लिए किया जाता है, जो गर्म रोलिंग से प्राप्त नहीं किया जा सकता। इस प्रक्रिया के दौरान, ध्यान से नियंत्रित परिस्थितियों के तहत रोलिंग की दिशा में अनुकूल चुंबकीय विशेषताएं प्राप्त की जाती हैं। यह दिशा गोस टेक्स्चर (110)[001] के रूप में भी जानी जाती है, जो रोलिंग दिशा में आसान चुंबकीकरण की दिशा है। इसे नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। ग्रेन-ऑरिएंटेड स्टील का उपयोग घूर्णन विद्युतीय मशीनों में नहीं किया जाता, जिनमें चुंबकीय क्षेत्र शीटों के समतल में होता है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र और रोलिंग दिशा के बीच कोण बदलता रहता है। इस उद्देश्य के लिए नॉन-ग्रेन ऑरिएंटेड सिलिकॉन स्टील का उपयोग किया जाता है।
(110)[001] रोलिंग टेक्स्चर या गोस टेक्स्चर का स्कीमेटिक प्रतिनिधित्व
CRGO स्टील के गुण
यह एक सॉफ्ट चुंबकीय सामग्री है और इसके निम्नलिखित गुण हैं:
उच्च चुंबकीय पारगम्यता।
कम चुंबकीय विस्तार।
उच्च प्रतिरोधकता।
उच्च स्टैकिंग या लैमिनेटिंग कारक जो संक्षिप्त कोर डिजाइनों की अनुमति देता है।
कम नुकसान।
CRGO स्टील के ग्रेड
स्टील के प्रारंभिक ग्रेड M7 (0.7 वाट/पाउंड एट 1.5T/60Hz) और M6 (.6 वाट/पाउंड एट 1.5T/60Hz) जाने जाते थे।
इसी तरह, M5, M4 और M3 ग्रेड छठी दशक के अंत में विकसित किए गए थे।
हाई-B नामक एक नया सामग्री जिसमें उल्लेखनीय स्तर की दिशा-निर्देशन शक्ति होती है, और यह पारंपरिक CRGO स्टील उत्पादों से 2-3 ग्रेड बेहतर है।
ट्रांसफॉर्मर कोर के रूप में CRGO सिलिकॉन स्टील का अनुप्रयोग
CRGO ग्रेड स्टील मुख्य रूप से पावर ट्रांसफॉर्मर और डिस्ट्रिब्यूशन ट्रांसफॉर्मर के कोर सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। इसे निम्नलिखित तरीके से समझाया जा सकता है:
उच्च चुंबकीय पारगम्यता निम्न उत्तेजन धाराओं और कम आवेशन का कारण बनती है।
कम हिस्टरीसिस और एडी करंट नुकसान।
उत्कृष्ट लैमिनेटिंग कारक बेहतर और संक्षिप्त डिजाइनों की अनुमति देता है, इसलिए कम सामग्री की आवश्यकता होती है।
उच्च घुमावदार संतुलन विशेषताएं।
बहुत कम स्तर का चुंबकीय विस्तार शोर कमी का कारण बनता है।
विन्यास और उत्पादकता में सुधार करता है।
CRGO सिलिकॉन स्टील का भविष्य की दिशा
CRGO ग्रेड स्टील के विकल्पों में निकेल-आयरन, मु-मेटल, अमोर्फस बोरन स्ट्रिप, सुपरग्लास आदि शामिल हैं, फिर भी CRGO स्टील ट्रांसफॉर्मर उद्योग में श्रेष्ठ विकल्प बना रहा है। अमोर्फस मेटल Fe78-B13-Si9 जैसे मिश्र धातुओं ने वितरण ट्रांसफॉर्मर के कोर के रूप में उपयोग किए जाने पर CRGO ग्रेड स्टील की तुलना में बहुत कम कोर नुकसान दिखाया है। नियंत्रित परिस्थितियों में निर्मित होने पर, सिलिकॉन की निर्दिष्ट मात
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