Che cos'è l'acciaio al silicio a grani orientati?
L'acciaio al silicio a grani-orientati solitamente ha un livello di silicio del 3% (Si:11Fe). Viene lavorato in modo tale che le proprietà ottimali si sviluppino nella direzione di laminazione, grazie ad uno stretto controllo (proposto da Norman P. Goss) dell'orientamento dei cristalli rispetto alla lastra. La densità del flusso magnetico aumenta del 30% nella direzione di laminazione della bobina, sebbene la sua saturazione magnetica diminuisca del 5%. Viene utilizzato per i nuclei dei trasformatori di alimentazione e distribuzione; l'acciaio a grani orientati-laminato a freddo-è spesso abbreviato in CRGO.
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Fonte di acciaio al silicio a grani orientati
acciaio al silicio a grani orientati
Le leghe di ferrosilicio con orientamento preferenziale dei grani prodotte mediante ricottura di deformazione e ricristallizzazione hanno un contenuto di silicio di circa il 3% e un contenuto di carbonio molto basso. I prodotti sono lamiere o nastri laminati a freddo- con spessori nominali di 0,18, 0,23, 0,28, 0,30 e 0,35 mm. Utilizzato principalmente per produrre vari trasformatori, reattori per lampade fluorescenti e nuclei statorici di generatori a turbina. 6% al 10% dell'energia elettrica viene consumata nei sistemi di trasmissione e distribuzione di energia, di cui circa il 60% viene consumato nei conduttori di trasmissione e distribuzione e circa il 40% viene consumato nei trasformatori. La perdita di ferro e la perdita di rame rappresentano ciascuna circa il 50% della perdita totale del trasformatore e la perdita di ferro è direttamente correlata alla qualità dell'acciaio al silicio utilizzato per realizzare il nucleo di ferro.
Classificazione CRGO dell'acciaio al silicio a grani orientati
L'acciaio al silicio orientato a grani- (di seguito denominato acciaio al silicio orientato) è diviso in due categorie: acciaio al silicio orientato ordinario (acciaio G0) e acciaio al silicio orientato ad alta induzione magnetica (alta permeabilità magnetica) (acciaio Hi-B). L'angolo medio di deviazione dell'orientamento dell'acciaio GO è di circa 7, il diametro del grano è di 3 ~ 5 mm e l'induzione magnetica B8 è di circa 1,82 T. Ciao-L'angolo di deviazione dell'acciaio B è di circa 3, il diametro della grana è di 10~20 mm e B8 è di circa 1,92T. Poiché l'acciaio Hi-B ha un orientamento maggiore rispetto a B8, la perdita di ferro è ridotta di almeno il 15% e anche il coefficiente di magnetostrizione è significativamente inferiore a quello dell'acciaio G0. La perdita nel ferro del trasformatore realizzato è ridotta dal 10% al 15% e la corrente di eccitazione è ridotta dal 40% al 50%. , il rumore viene ridotto di 4~7 dB. L'acciaio al silicio orientato ha grani più grandi, in particolare l'acciaio Hi-B, e ha dimensioni del dominio magnetico maggiori, principalmente 180. domini magnetici. La somma della perdita per corrente parassita Pe e della perdita anomala Pa nella perdita di ferro è da 1,5 a 2,0 volte maggiore della perdita per isteresi Ph, e Pa è da 1 a 2 volte maggiore di Pe. Pertanto, l'obiettivo principale è ridurre Pe, in particolare Pa. Perché Pe+Pa∝ 2Lt2/ρ (2L è la spaziatura delle pareti del dominio, t è lo spessore della piastra e ρ è la resistività). Dagli anni '80, il Giappone ha adottato tre misure tecniche: assottigliamento dello spessore della lamiera di acciaio, aumento del contenuto di silicio (dal 2,9% al 3,1% al 3,2% al 3,4%) e perfezionamento dei domini magnetici, e ha sviluppato 3 acciai GO e 3 Hi- Nuovi gradi di acciaio B sono stati prodotti nelle varietà di spessore 0,18 e 0,23 mm. Nella produzione vengono utilizzate tecnologie di perfezionamento del dominio magnetico come l'irradiazione laser e la lavorazione con rulli dentati.
L'acciaio elettrico ha requisiti rigorosi sulla composizione chimica e l'intervallo di composizione specificato è ristretto. Il silicio è controllato dal 2,9% al 3,1% e il grado elevato è aumentato dal 3,2% al 3,4%. Per ogni aumento dello 0,1% del contenuto di silicio, la perdita di ferro P17 può essere ridotta di 0,019 W/kg. Il carbonio è compreso tra lo 0,03% e lo 0,05% (acciaio Go) o tra lo 0,05% e lo 0,08% (acciaio Hi-B). Assicurarsi che durante la laminazione a caldo della bramma colata sia presente dal 20% al 30% della fase 7 per evitare che si formino grani di deformazione grossolana nell'area centrale della lamiera laminata a caldo lungo la direzione dello spessore e che causino la comparsa di grani lineari fini nel prodotto. Il contenuto di carbonio più elevato dell'acciaio Hi-B consente di avere un numero maggiore di fasi ya durante la ricottura ad alta-temperatura per garantire l'ottenimento di una grande quantità di AlN fine. Perché la solubilità solida dell'azoto nella fase lambda è circa 9 volte maggiore che nella fase a. All’aumentare del contenuto di silicio, anche il contenuto di carbonio dovrebbe aumentare di conseguenza. Il manganese è specificato tra lo 0,05% e lo 0,10% e lo zolfo è specificato tra lo 0,015% e lo 0,03% per garantire una piccola quantità di precipitazione di MnS. Il contenuto di manganese e zolfo dell'acciaio Hi-B è superiore al limite superiore. Lo scopo è quello di aumentare la temperatura di riscaldamento e laminazione a caldo della bramma per ridurre la quantità di precipitazione di AlN, in modo che AlN più fine precipiti quando la temperatura verrà normalizzata in futuro. L'alluminio Als-solubile in acido (A1 in totale Al-Al203) nell'acciaio Hi-B è specificato tra 0,02% e 0,03% e l'azoto è compreso tra 0,006% e 0,01% per garantire una piccola quantità di precipitazione di A1N dopo la normalizzazione ad alta temperatura. La quantità di fosforo è pari o inferiore allo 0,015%. Il controllo del contenuto di silicio al limite superiore e la riduzione dello spessore del prodotto rendono più difficile lo sviluppo della ricristallizzazione secondaria. Per questo motivo, all'acciaio GO di alta qualità viene aggiunto dallo 0,15% allo 0,20%, mentre all'acciaio di alta qualità Hi-B viene aggiunto dallo 0,05% allo 0,09% di rame. (Il rame si forma più fine (Cu, Mn)1,8S) e dallo 0,06% allo 0,14% di stagno (o antimonio) per rafforzare la forza inibitoria, aumentare i componenti dello strato superficiale (110) della lamiera laminata a caldo-e promuovere lo sviluppo della ricristallizzazione secondaria. Il secondo tasso di riduzione della laminazione a freddo dell'acciaio GO viene aumentato dal 50% al 55% al 60% al 70%, la dimensione del grano secondario viene ridotta e la perdita di ferro viene ridotta. Lo stagno si segrega lungo i confini dei grani e lungo l'interfaccia tra le particelle di MnS e la matrice, prevenendo l'ingrossamento di MnS, rafforzando la forza inibitoria e aumentando la componente (1lO), con conseguente formazione di piccoli grani secondari e riduzione di P17.
Flusso del processo di produzione dell'acciaio al silicio a grani orientati laminato a freddo-
(1) Demanganizzazione, fusione, trattamento sotto vuoto e colata in staffa (o colata continua) della ghisa fusa. Quando il contenuto di manganese del ferro fuso nell'altoforno è superiore allo 0,35%, aggiungere Fe0, ecc. alla siviera di ferro fuso per ridurre il contenuto di manganese a meno dello 0,35% e soffiare argon per agitare. Fuso in un convertitore soffiato dall'alto-o dall'alto-basso-soffiato, controllo C<0.06%, P<0.01%, s<0.03% and Mn<0.07%. During tapping, aluminum is added to the ladle for deoxidation, ferrosilicon is added for alloying, and argon is blown to make the temperature and composition uniform and the oxide inclusions to float up. Vacuum processing fine-tunes ingredients. In the past, mold casting was used, but now continuous casting is mostly used.
(2) Laminazione a caldo. La billetta viene messa in una fossa di conservazione del calore e raffreddata lentamente. Quando la temperatura della billetta è superiore a 250 gradi, viene inserita in un forno di riscaldamento e riscaldata ad una temperatura elevata compresa tra 1350 e 1400 gradi per far sì che MnS e AlN grossolani nella billetta si dissolvano in una soluzione solida. Durante il processo di laminazione a caldo, MnS viene rigenerato. Precipita in dispersione fine (meno di 50 nm). Pertanto, il riscaldamento e la laminazione a caldo sono anche processi di trattamento termico per la soluzione solida e la precipitazione di MnS. Lo spessore della lastra laminata grezza è 30~40 mm. Controllare la temperatura prima di finire la laminazione affinché sia compresa tra 1160 e 1200 gradi, poiché MnS precipita nuovamente durante il processo di laminazione di finitura. Riduci al minimo la quantità di precipitazione di AlN durante la laminazione a caldo dell'acciaio Hi-B. La temperatura finale di laminazione è di 950~1050 gradi. Dopo la laminazione a caldo, viene spruzzato con acqua e raffreddato a circa 550 gradi per l'avvolgimento. Lo spessore del nastro laminato a caldo è 2,2~2,5 mm.
(3) Normalizzazione ad alta temperatura, laminazione a freddo, ricottura di decarburazione e rivestimento con agente distaccante. Il nastro laminato a caldo di acciaio Hi-B- viene sottoposto a un trattamento di normalizzazione (1100~1120 gradi) × (3~5 minuti) in azoto e viene raffreddato ad aria-a 900 gradi e spruzzato con acqua per far precipitare l'AlN fine. Dopo la laminazione a caldo o la normalizzazione, marinare e mantenere a 50~60 gradi per la laminazione a freddo. G.0. Dopo che l'acciaio è stato laminato a freddo con un tasso di riduzione compreso tra il 60% e il 70%, viene sottoposto a (850~950 gradi) che elimina l'incrudimento e la decarburazione parziale. Dopo la laminazione secondaria a freddo con un tasso di riduzione dal 50% al 70% allo spessore finito. L'acciaio Hi-B adotta il metodo di laminazione a freddo con il successivo tasso di riduzione maggiore (dall'82% al 90%). Durante il processo di laminazione a freddo, il trattamento di invecchiamento a 150-300 gradi aumenta la quantità di soluzione solida di carbonio e azoto nell'acciaio, ostacolando il movimento delle dislocazioni e promuovendo la formazione di più bande di deformazione e nuclei cristallini secondari. La lamiera laminata a freddo-viene decarburata e ricotta in un forno continuo in 20% H2+N2 umido a (835~850 gradi). Sviluppa una perfetta ricristallizzazione secondaria nella singola-fase ed elimina il fenomeno dell'invecchiamento magnetico del prodotto; in secondo luogo, ottenere grani ricristallizzati primari fini e uniformi e una ricristallizzazione primaria che favorisca la crescita preferenziale dei nuclei cristallini secondari (110)[001]. Trama di ricristallizzazione; il terzo è quello di formare sulla superficie un film di SiO2 uniforme e denso. Dopo la decarburazione e la ricottura, -rivestire a umido MgO (agente isolante) per impedire l'adesione durante la ricottura ad alta-temperatura del rullo e formare uno strato inferiore di pellicola di vetro di silicato di magnesio (.Mg2SiO4) con SiO2 superficiale.
(4) Ricottura ad alta temperatura, ricottura ad allungamento piatto e rivestimento con pellicola isolante. I coils di acciaio rivestiti con MgO-vengono ricotti ad alta temperatura in un forno a campana-o in un forno anulare continuo. Lo scopo è completare la ricristallizzazione secondaria e ottenere la struttura (110)[001] (acciaio G0 a 850~950 gradi, acciaio Hi-B a 980~1030 gradi); formazione dello strato inferiore di silicato di magnesio (1000 ~ 1100 gradi); rimozione di zolfo e azoto nell'acciaio (1180 ~ 1200 gradi). Per prima cosa sollevarlo a 600 gradi in azoto e mantenerlo per 1 ora per rimuovere l'acqua combinata in MgO, quindi aumentarlo lentamente a circa 1150 gradi in 75% H2+N2 a 15-20 gradi /h, quindi passare alla pura secchezza con un punto di rugiada di -60 gradi. L'idrogeno è stato portato a 1200 gradi, mantenuto caldo per 20 ore, quindi sostituito con una fornace di H2+N2 al 75% e raffreddato a 700 gradi, quindi sostituito con azoto per continuare il raffreddamento. Dopo la ricottura ad alta temperatura, viene appiattito, allungato, ricotto e rivestito con una pellicola isolante. Il nastro di acciaio viene prima lavato con acqua e decapante diluito per rimuovere MgO residuo, rivestito con un rivestimento antistress a base di SiO2 colloidale e fosfato, quindi lavorato in un forno continuo di azoto a 800 gradi × 5 minuti e con una tensione adeguata per rendere liscio il nastro di acciaio. e film isolante sinterizzato. Il coefficiente di dilatazione termica del rivestimento antistress (circa 4×10-6/grado) è diverso da quello dell'acciaio al silicio (circa 13×10-6/grado). Durante la ricottura e il raffreddamento per trazione, nella piastra di acciaio viene generata una sollecitazione di trazione di circa 4,9 N/mm2, ottenendo 180 . affinamento del dominio e riduzione della perdita di ferro. Per ridurre ulteriormente la perdita di ferro, è possibile lavorarlo mediante irradiazione laser, lavorazione con rulli dentati o spruzzatura al plasma in direzione trasversale.
Gradi di acciaio al silicio a grani orientati laminati a freddo
I primi gradi di acciaio erano conosciuti come M7 (0,7 watt/libbre a 1,5 T/60 Hz) e M6 (0,6 watt/libbre a 1,5 T/60 Hz).
Allo stesso modo, i gradi M5, M4 e M3 furono sviluppati alla fine degli anni sessanta.
Un nuovo materiale chiamato Hi-B ha un notevole grado di orientamento ed è di 2-3 gradi migliore rispetto ai tradizionali prodotti in acciaio CRGO.
Proprietà dell'acciaio al silicio a grani orientati laminato a freddo
È un materiale magnetico morbido e ha le seguenti proprietà:
Elevata permeabilità magnetica
Magnetostrizione ridotta
Alta resistività
L'elevato fattore di impilamento o laminazione consente design del nucleo compatti
Caratteristiche dell'acciaio al silicio a grani orientati
Orientamento del cristallo
A differenza dell'acciaio elettrico non-orientato, che ha un orientamento dei grani casuale, l'acciaio elettrico a grani-orientati viene prodotto in modo da allineare i grani cristallini in una direzione specifica. Questo orientamento migliora le proprietà magnetiche lungo la direzione di laminazione del materiale.
01
Elevata permeabilità magnetica
La struttura cristallina allineata di GOES si traduce in un'elevata permeabilità magnetica, rendendolo ideale per applicazioni in cui il flusso magnetico deve fluire prevalentemente in una direzione.
02
Bassa perdita di nucleo
L'acciaio elettrico a grani-orientati è progettato per avere perdite del nucleo minime, riducendo la dissipazione di energia dovuta all'isteresi e alle correnti parassite quando sottoposto a campi magnetici alternati. Questa proprietà aumenta l'efficienza complessiva dei trasformatori e di altre macchine elettriche.
03
Applicazioni
L'applicazione principale dell'acciaio elettrico a grani orientati è nella produzione di trasformatori di potenza per la distribuzione e la trasmissione di energia elettrica. I trasformatori realizzati in GOES sono più efficienti e presentano perdite inferiori rispetto a quelli realizzati con altri tipi di acciaio elettrico.
04
Applicazione dell'acciaio al silicio a grani orientati CRGO come nucleo del trasformatore
L'acciaio di qualità CRGO trova principalmente applicazioni come materiale di base per trasformatori di potenza e trasformatori di distribuzione. Questo può essere spiegato come di seguito
L'elevata permeabilità magnetica porta a basse correnti di eccitazione e induzioni inferiori.
Bassa isteresi e perdite per correnti parassite.
Un eccellente fattore di laminazione porta a design migliori e compatti e quindi a un basso consumo di materiale.
Caratteristiche di elevata saturazione del ginocchio.
Un livello molto basso di magnetostrizione porta alla riduzione del rumore.
Migliora la facilità di avvolgimento e migliora la produttività.
Esposizione del prodotto
Visita del cliente
GNEE Steel è un produttore leader a livello internazionale di prodotti in acciaio. Forniamo materie prime, prodotti in acciaio semi-finiti e finiti per l'edilizia e l'architettura, gli elettrodomestici, i mobili, l'industria automobilistica, la produzione di macchinari, la pubblicità e altri settori. In GNEE Steel esiste un'ampia gamma di metodi di trattamento superficiale, tipi di rivestimento o verniciatura, metallo di base, qualità di acciaio, dimensioni, colori o modelli e design per soddisfare le diverse esigenze applicative. Disponiamo anche di alcuni nuovi materiali, come l'acciaio nano-rivestito, per soddisfare meglio le tue esigenze.
Domande frequenti
Q: Cos'è l'acciaio al silicio a grani{0}orientati?
Q: Qual è la differenza tra l'acciaio a grani-orientati e quello non a-grani-orientati?
Q: Cos'è il materiale CRGO?
Q: Quali sono i vantaggi di CRGO?
Q: Qual è il vantaggio delle laminazioni in acciaio a grani{0}orientati?
Q: A cosa serve l'acciaio elettrico a grani orientati?
Q: Qual è la forma completa dell'acciaio al silicio CRGO?
Q: Qual è l'applicazione di CRGO?
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