Kjøletraktet kornorientert (CRGO) silisiumstål | Egenskaper Anvendelser
Tilsetningen av silisium (Si) i jern (Fe) i riktige forhold med hjelp av visse produksjonsprosesser forbedrer betydelig magnetiske og elektriske egenskaper til jernet. Mot slutten av 19. århundre ble det oppdaget at tilsetningen av silisium til jern betydelig forbedret resistiviteten til jernet, og dermed utviklet man silisiumstål eller det vi kjenner i dag som elektrisk stål. Dette reduserte ikke bare vikløsninger i stålet, men det ble også observert en betydelig forbedring i magnetisk permeabilitet og reduksjon i magnetostruksjon. Tabellen nedenfor viser hvordan visse elektriske og magnetiske egenskaper hos jern endres ved tilsetning av silisium.
N. P. Goss, den tidlige oppfinneren av prosessen for produksjon av kaldrullet kornorientert silisiumstål eller CRGO-stål i 1933, sa i sine egne ord: "Jeg har eksperimentelle bevis som fører meg til å tro at det er et synlig forhold mellom korngrense og strukturen og de magnetiske egenskapene til et prøveeksempel. Disse bevisene viser at små, uniforme korner og høy deformasjonevne følger med høy permeabilitet". Dette ideen førte til en revolusjon i stålindustrien, noe som førte til produksjon av høykvalitet stål. Basert på korntilretteleggingen, finnes det to typer silisiumstål:
Kornorientert silisiumstål (GO).
Ikke-kornorientert silisiumstål (GNO).
I de kommende seksjonene vil vi diskutere GO-stålet. Spesifikt vil vi diskutere kaldrullet kornorientert (CRGO) silisiumstål og dets anvendelser.
Kaldrulling av stål
Dette gjøres for å redusere tykkelsen av stålet i området 0,1 mm til 2 mm, noe som ikke kan oppnås med varmrulling. Under denne prosessen, under nøye kontrollerte forhold, oppnås optimale magnetiske egenskaper i rullingsretningen. Denne retningen er også kjent som Goss-tekstur (110)[001], som er lettmagnetiseringsretningen i rullingsretningen. Dette kan vises i figuren nedenfor. Kornorientert stål brukes ikke i roterende elektriske maskiner der magnetfeltet ligger i planet av plater, men vinkelen mellom magnetfeltet og rullingsretningen forandrer seg. For dette formålet brukes ikke-kornorientert silisiumstål.
Schematisk representasjon av (110)[001] rulltekstur eller Goss-tekstur
Egenskaper til CRGO-stål
Det er et mykt magnetisk materiale og har følgende egenskaper:
Høy magnetisk permeabilitet.
Redusert magnetostruksjon.
Høy resistivitet.
Høy laminering eller lamellering faktor tillater kompakte kjernedesigner.
Lave tap.
Sorter av CRGO-stål
De tidlige sortene av stål var kjent som M7 (0,7 watt / kg ved 1,5 T/60 Hz) og M6 (0,6 watt/kg ved 1,5 T/60 Hz).
Tilsvarende ble M5, M4 og M3-sorter utviklet mot slutten av sekstiendalet.
Et nytt materiale kalt Hi-B har en bemerkelsesverdig grad av orientering og er 2–3 sorter bedre enn konvensjonelle CRGO-stålprodukter.
Anvendelse av CRGO-silisiumstål som transformatorkjernemateriale
CRGO-sort stål brukes hovedsakelig som kjernemateriale for effekttransformatorer og distribusjonstransformatorer. Dette kan forklares som følger:
Høy magnetisk permeabilitet fører til lave anslagsstrømmer og lavere induksjon.
Lav hyterese og vikløsninger.
Utmerket lamineringsfaktor fører til bedre og kompakte design, og dermed mindre materialebehov.
Høye kneoppfyllingskarakteristika.
Veldig lav nivå av magnetostruksjon fører til redusert støy.
Forbedrer lettvingethet og øker produktiviteten.
Fremtidig potensial for CRGO-silisiumstål
Selv om det har vært alternativer til CRGO-sort stål, som nikkel-jern, mu-metal, amorfe borstriper, superglass osv., er CRGO-stål fortsatt det overlegen valget i transformatorindustrien. Legemer som det amorfe metallet Fe78-B13-Si9 har vist å ha mye lavere kjernetap når det brukes som kjernemateriale i distribusjonstransformatorer sammenlignet med CRGO-sort stål. En optimal sammensetning av silisium i stål kan endre teksturen for å oppnå ønskede magnetiske egenskaper når det produseres under kontrollerte forhold.
Erklæring: Respektér originalen, gode artikler er verdt å dele, hvis det foreligger overtredelse, kontakt oss for sletting.
