Холоднокатаная зернориентированная (CRGO) кремнистая сталь | Свойства и применения
Добавление кремния (Si) в железо (Fe) в правильных пропорциях с помощью определенных производственных процессов значительно улучшает магнитные и электрические свойства железа. К концу XIX века было обнаружено, что добавление кремния к железу значительно улучшает его удельное сопротивление, и таким образом был разработан кремнистый стальной сплав или то, что мы сегодня знаем как электротехническая сталь. Это не только снизило потери на вихревые токи в стали, но и наблюдается значительное улучшение магнитной проницаемости и снижение магнитострикции. Таблица ниже показывает, как изменяются некоторые электрические и магнитные свойства железа при добавлении кремния.
N. P. Goss, ранний изобретатель процесса производства холоднокатаной зерноориентированной кремнистой стали (CRGO) в 1933 году, выразил свою идею следующим образом: "У меня есть экспериментальные доказательства, которые заставляют меня верить, что существует явная связь между размером зерен и пластичностью образца и его магнитными свойствами. Эти доказательства показывают, что маленькие, равномерные зерна и высокая пластичность сопровождаются высокой проницаемостью". Эта идея привела к революции в сталелитейной промышленности, приведшей к производству высококачественных сталей. В зависимости от ориентации зерен существуют два типа кремнистой стали:
Зерноориентированная кремнистая сталь (GO).
Незерноориентированная кремнистая сталь (NGO).
В следующих разделах мы обсудим сталь GO. Конкретно, мы обсудим холоднокатаную зерноориентированную (CRGO) кремнистую сталь и ее применение.
Холодная прокатка стали
Это делается для уменьшения толщины стали в диапазоне от 0,1 мм до 2 мм, что невозможно достичь с помощью горячей прокатки. В ходе этого процесса, при тщательно контролируемых условиях, достигаются оптимальные магнитные характеристики в направлении прокатки. Это направление также известно как текстура Госса (110)[001], которая является направлением легкой намагниченности в направлении прокатки. Это можно показать на рисунке ниже. Зерноориентированная сталь не используется в вращающихся электрических машинах, где магнитное поле находится в плоскости листов, но угол между магнитным полем и направлением прокатки постоянно меняется. Для этой цели используется незерноориентированная кремнистая сталь.
Схематическое представление текстуры (110)[001] или текстуры Госса
Свойства CRGO стали
Это мягкий магнитный материал и имеет следующие свойства:
Высокая магнитная проницаемость.
Сниженная магнитострикция.
Высокое удельное сопротивление.
Высокий коэффициент ламинирования позволяет создавать компактные конструкции ядра.
Низкие потери.
Марки CRGO стали
Ранние марки стали были известны как M7 (0,7 ватт/фунт при 1,5Т/60Гц) и M6 (0,6 ватт/фунт при 1,5Т/60Гц).
Аналогично, марки M5, M4 и M3 были разработаны в конце шестидесятых годов.
Новый материал под названием Hi-B имеет замечательную степень ориентации и на 2-3 марки лучше, чем традиционные продукты из CRGO стали.
Применение CRGO кремнистой стали в качестве сердечника трансформатора
Сталь марки CRGO в основном применяется в качестве материала сердечника для электроэнергетических трансформаторов и распределительных трансформаторов. Это можно объяснить следующим образом:
Высокая магнитная проницаемость приводит к низким возбуждающим токам и меньшим индукциям.
Низкие гистерезисные и потери на вихревые токи.
Отличный коэффициент ламинирования приводит к лучшим и более компактным конструкциям, а значит, требуется меньше материала.
Высокие характеристики насыщения.
Очень низкий уровень магнитострикции приводит к снижению уровня шума.
Улучшает удобство намотки и повышает производительность.
Перспективы развития CRGO кремнистой стали
Хотя существуют альтернативы маркам стали CRGO, такие как никель-железо, му-металл, аморфная борная лента, суперстекло и т.д., все же CRGO сталь остается предпочтительным выбором в трансформаторной промышленности. Сплавы, такие как аморфный металл Fe78-B13-Si9, показали, что они имеют значительно меньшие потери в сердечнике, когда используются в качестве сердечника распределительного трансформатора, по сравнению со сталью марки CRGO. Оптимальное содержание кремния в стали может изменить текстуру, чтобы достичь желаемых магнитных свойств при производстве в контролируемых условиях.
Заявление: Уважайте оригинальные, качественные статьи, достойные распространения. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
