Lamiera di acciaio al silicio a grana M0H-orientata: proprietà, lavorazione e applicazioni

Che cos'è la lamiera di acciaio al silicio a granulometria orientata?

L'acciaio al silicio a grani{0}}orientati (GO) è un acciaio elettrico laminato piatto- in cui i grani cristallini sono allineati lungo la direzione di laminazione attraverso la laminazione a caldo, la laminazione a freddo e la ricottura finale controllate. Questa struttura Goss fa coincidere la direzione di facile magnetizzazione con la direzione di rotolamento, garantendo una permeabilità molto elevata e una bassa perdita del nucleo lungo quell'asse - esattamente ciò di cui hanno bisogno i nuclei del trasformatore, perché il flusso magnetico in un nucleo avvolto o impilato segue un percorso definito.

L'acciaio GO è classificato per polarizzazione magnetica a 800 A/m (B8). I gradi convenzionali a grani orientati-(CGO) hanno B8 inferiore a circa 1,88 T, mentre i gradi ad alta induzione magnetica (HiB) raggiungono 1,88-1,95 T. I prodotti della famiglia M0H sono ordinati in base alla designazione del grado, allo spessore nominale e alla classe di perdita garantita, che devono essere dichiarati esplicitamente sulla scheda tecnica.

Processo di produzione

Materia prima:acciaio a basso-carbonio con circa il 3% di silicio, selezionato per la sua elevata resistività e bassa magnetostrizione.

Laminazione a caldo:allunga i grani lungo la direzione di laminazione e prepara il nastro per un'ulteriore riduzione.

Ricottura e laminazione a freddo:un percorso in due-fasi con ricottura intermedia porta il nastro allo spessore finale, in genere 0,23, 0,27, 0,30 o 0,35 mm.

Decarburazione e rivestimento isolante:rimuove il carbonio residuo per controllare l'invecchiamento magnetico e applica un rivestimento a base di fosfato-che fornisce isolamento interlaminare e funge da base per la ricottura di distensione-.

Ricottura finale:sviluppa la texture Goss e le proprietà magnetiche finali in atmosfera controllata.

Proprietà magnetiche e meccaniche

Le proprietà specificate seguono IEC 60404-8-7 e ASTM A876: perdita totale specifica a 1,7 T e 50 Hz (P17/50), polarizzazione magnetica a 800 A/m (B8), fattore di laminazione, classe di rivestimento e tolleranze dimensionali. I valori tipici di P17/50 vanno da circa 0,9 W/kg per i gradi HiB più sottili a circa 1,4 W/kg per i gradi CGO da 0,35 mm, con B8 pari o superiore a 1,88 T per il materiale HiB. La tabella seguente riassume le classi di spessore comuni.

Spessore nominale (mm)	Gamma tipica P17/50 (W/kg)	Utilizzo tipico
0.23	0.90-1.00	Trasformatori di potenza di grandi dimensioni, nuclei con perdite-minime
0.27	0.95-1.10	Trasformatori di potenza e grande distribuzione
0.30	1.05-1.20	Trasformatori di distribuzione, reattori
0.35	1.20-1.40	Trasformatori di distribuzione, nuclei avvolti

I valori sono intervalli tipici pubblicati per i gradi GO standard; le cifre garantite vengono confermate rispetto al certificato del materiale prima della consegna.

Applicazioni

Nuclei di trasformatori di potenza e distribuzione, l'applicazione dominante, dove la direzione fissa del flusso consente di sfruttare appieno il materiale anisotropo.

Nuclei avvolti per trasformatori di corrente e trasformatori di misura.

Nuclei di reattori e componenti magnetici saturabili.

Nuclei per macchine speciali e amplificatori magnetici funzionanti a frequenza industriale.

Tieni presente che le macchine rotanti come motori e generatori utilizzano acciaio non-orientato perché la direzione del loro flusso ruota; il materiale orientato ai grani-è riservato alle applicazioni di tipo trasformatore-dove il percorso del flusso è fisso.

Note sulla gestione e l'elaborazione

Il taglio e la punzonatura creano bave che possono cortocircuitare-le laminazioni adiacenti; sbavare i bordi e verificare la resistenza dell'isolamento interlaminare.

I nuclei avvolti e piegati richiedono una ricottura di distensione-a circa 800 C in un'atmosfera protettiva per ripristinare la permeabilità dopo la lavorazione meccanica.

Maneggiare con guanti e mantenere le bobine asciutte; il danno al rivestimento aumenta la perdita di correnti parassite-tra le laminazioni.

Verificare l'integrità del rivestimento dopo la lavorazione utilizzando il test di resistenza all'isolamento superficiale descritto in GB/T 2522 e IEC 60404-1.1.

Standard

Specifiche del prodotto: IEC 60404-8-7 (acciaio GO), GB/T 2521, ASTM A876. Metodi di test: telaio Epstein conforme a IEC 60404-2 e GB/T 3655, tester a foglio singolo conforme a IEC 60404-3 e resistenza del rivestimento conforme a GB/T 2522.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra acciaio CGO e acciaio HiB?

Il limite è la polarizzazione magnetica a 800 A/m (B8): i gradi CGO sono inferiori a circa 1,88 T, i gradi HiB raggiungono 1,88-1,95 T. Il materiale HiB offre una perdita del nucleo inferiore per lo stesso spessore ed è preferito per trasformatori di potenza di grandi dimensioni dove la capitalizzazione delle perdite è significativa.

Quale spessore dovrei scegliere?

Il materiale più sottile offre perdite di correnti parassite-minori, ma costa di più e ha un fattore di laminazione inferiore. In pratica 0,30 mm è adatto ai trasformatori di distribuzione, mentre 0,23-0,27 mm viene utilizzato per trasformatori di potenza di grandi dimensioni; 0,35 mm rimane comune per nuclei avvolti e piccoli.

Perché l'acciaio GO viene utilizzato nei trasformatori ma non nei motori?

Perché è anisotropo: le prestazioni sono ottime lungo la direzione di rotolamento e scarse lungo la stessa. Il flusso del trasformatore segue un percorso fisso, ma il flusso del motore ruota, quindi i motori utilizzano acciaio non-orientato.

Come viene misurata la perdita del nucleo?

Con il metodo del frame Epstein conforme a IEC 60404-2 e GB/T 3655 o con un tester a foglio singolo conforme a IEC 60404-3, all'induzione e alla frequenza nominali, solitamente 1,7 T e 50 Hz per il materiale GO.

Quali standard regolano l'acciaio al silicio GO?

IEC 60404-8-7, GB/T 2521 e ASTM A876 definiscono i gradi e le proprietà garantite; GB/T 2522 e IEC 60404-1.1 coprono i test di rivestimento e laminazione.

Come viene fornito il materiale?

Sotto forma di bobine, nastri tagliati o fogli tagliati, con o senza rivestimento isolante. Confermare la larghezza, la massa, il diametro interno ed esterno dei coil e il grado, lo spessore e la classe di perdita richiesti nelle specifiche di acquisto.