Kas ir silīcija tērauds?
Silīcija tērauds, kas pazīstams arī kā elektriskais tērauds, ir ārkārtīgi zema oglekļa satura ferosilīcija mīksts magnētiskais sakausējums, kas ir neaizstājams enerģētikas, elektronikas un militārajā rūpniecībā. Tas ir arī lielākā apjoma metāla funkcionālais materiāls, kas veido aptuveni 1% no pasaules tērauda ražošanas apjoma. Tas ir ferosilīcija sakausējums, kas satur 0,8%-4,8% silīcija, kas tiek karsti velmēts un auksti velmēts silīcija tērauda loksnēs, kuru biezums ir mazāks par 1 mm. Silīcija pievienošana var palielināt dzelzs pretestību un maksimālo magnētisko caurlaidību, samazināt piespiedu spēku, serdes zudumu (dzelzs zudumu) un magnētisko novecošanos, un to galvenokārt izmanto kā dažādu motoru, ģeneratoru un transformatoru kodolu.
Silīcija tēraudu pēc silīcija satura iedala zema silīcija un augsta silīcija tēraudā. To var iedalīt karsti velmētā un auksti velmētā atkarībā no ražošanas un apstrādes tehnoloģijas. Auksti velmēto tēraudu var iedalīt bezgraudu un graudu orientētajā.
Silīcija tērauda klasifikācija
Dažāds silīcija saturs: zems silīcija un augsts silīcija.
1. Zema silīcija vafele: Zema silīcija vafele satur mazāk nekā 2,8% silīcija. Tam ir noteikta mehāniskā izturība, un to galvenokārt izmanto motoru ražošanai, ko parasti sauc par motora silīcija tērauda loksnēm.
2. Plāksne ar augstu silīcija saturu: vafele ar augstu silīcija saturu satur 2,8%-4,8% silīcija. Tam ir labas magnētiskās īpašības, taču tas ir trausls. To galvenokārt izmanto transformatoru serdeņu izgatavošanai, ko parasti sauc par transformatora silīcija tērauda loksnēm. Faktiskajā lietošanā starp abiem nav stingras robežas. Augsta silīcija vafeles bieži izmanto lielu motoru izgatavošanai.
Ražošanas procesa klasifikācija: karstā velmēšana un aukstā velmēšana
1. Karsti velmēts silīcija tērauds: to galvenokārt izmanto ģeneratoru ražošanā, tāpēc to sauc arī par karsti velmētu motoru silīcija tēraudu. To izgatavo, karsti velmējot izstrādājumu līdz vajadzīgajam biezumam un pēc tam atlaidinot to 800 grādos ~ 850 grādos. Neapmierinošā veiktspējas un izmantošanas līmeņa dēļ pēdējos gados tas ir pakāpeniski izņemts no tirgus.
2. Auksti velmēts silīcija tērauds, auksti velmētas loksnes ir vienāds biezums, laba virsmas kvalitāte un augstas magnētiskās īpašības. Tāpēc, attīstoties rūpniecībai, karsti velmētas loksnes mēdz aizstāt ar auksti velmētām loksnēm.Auksti velmētu silīcija tēraudu var iedalīt divos veidos: graudu neorientētais silīcija tērauds un graudu orientēts silīcija tērauds.
Orientēta silīcija tērauda un neorientēta silīcija tērauda salīdzinājums
(1) Silīcija saturs
Abas ir auksti velmētas silīcija tērauda loksnes, taču silīcija saturs ir atšķirīgs. Silīcija saturs auksti velmētās neorientētās silīcija tērauda loksnēs ir 0,5%-3.0%, savukārt silīcija saturs auksti velmētās orientētās silīcija tērauda loksnēs pārsniedz 3 .0%.
(2) Daba
Orientēts silīcija tērauds: Orientētu silīcija tēraudu sauc arī par auksti velmētu transformatora tēraudu. Orientētam silīcija tēraudam ir spēcīgs virziena magnētisms, ar viszemākajiem dzelzs zudumiem rites virzienā, visaugstāko magnētisko caurlaidību un augstu magnētiskās indukcijas vērtību noteiktā magnetizēšanas laukā. Orientētā silīcija tērauda silīcija saturs ir aptuveni 3%, un tēraudā ir jābūt zemam oksīdu ieslēgumu saturam, un tam ir jāsatur daži inhibitori (MnS, A1N). Tas ir svarīgs ferosilīcija sakausējums, ko izmanto transformatoru (dzelzs serdes) ražošanas nozarē.
Neorientēts silīcija tērauds: neorientēts silīcija tērauds ir ferosilīcija sakausējums, kas satur 0,8%-4,8% silīcija, kas tiek karsti velmēts un auksti velmēts silīcija tērauda loksnēs ar biezumu. mazāks par 1 mm. Silīcija pievienošana var palielināt dzelzs pretestību un maksimālo magnētisko caurlaidību, samazināt piespiedu spēku, kodola zudumu (dzelzs zudumu) un magnētisko novecošanos. Neorientēts silīcija tērauds ir ferosilīcija sakausējums ar ļoti zemu oglekļa saturu. Tērauda plāksnē pēc deformācijas un atlaidināšanas tās graudi tiek sadalīti neregulāri.
(3) Ražošanas process
Orientēts silīcija tērauds: Orientēts silīcija tērauds tiek izkausēts skābekļa pārveidotājā, un tērauda sagatave tiek velmēta gatavajā biezumā, izmantojot karsto velmēšanu, normalizēšanu, auksto velmēšanu, starpposma atlaidināšanu un sekundāro auksto velmēšanu, un pēc tam tiek veikta dekarburizācijas atkvēlināšana un augstas temperatūras atkausēšana, un visbeidzot pārklāts ar izolācijas slāni.
Neorientēts silīcija tērauds: karstā metāla priekšdesulfurizācija, sekundārā atsērošana, pievienojot Ca0+CaF: plūsmas vai retzemju elementi un kalcijs konvertera pūšanas laikā. Vārot kausētu tēraudu pēc vakuumapstrādes un dekarburizācijas tālāk attīra no sēra. Leģēšanai tiek izvēlēts ferosilīcijs ar zemu titāna un cirkonija saturu.
(4) Graudu struktūra
Orientētā silīcija tērauda graudi ir sakārtoti un parasti tiek izmantoti transformatoru serdeņos un dažos motoros.
Neorientēta silīcija tērauda graudi ir sakārtoti nesakārtoti. To galvenokārt izmanto motoru, kompresoru, lielu hidroturbīnu ģeneratoru un citu iekārtu statoros un rotoros.
(5) Veiktspēja un lietošana
Abu atšķirīgo īpašību dēļ pastāv atšķirības to lietošanas virzienos.
Auksti velmētas neorientētas silīcija tērauda loksnes galvenokārt izmanto ģeneratoru ražošanā, tāpēc to sauc arī par auksti velmētu motoru silīcija tēraudu.
Auksti velmētas orientētas silīcija tērauda sloksnes galvenokārt izmanto transformatoru ražošanā, tāpēc to sauc arī par auksti velmētu transformatoru silīcija tēraudu.
Matrača izmēra kategorija |
kategorijā | Silīcija saturs/% | Nominālais biezums/mm | Galvenā lietojumprogramma | ||
Karsti velmēts silīcija tērauds (neorientēts) |
Karsti velmēts zema silīcija tērauds | 1.0~2.5 | 0.5 | Sadzīves motori un mikromotori | |
Karsti velmēts tērauds ar augstu silīcija saturu | 3.0~4.5 | 0.35.0.50 | transformators | ||
Auksti velmēts silīcija tērauds | Auksti velmēts neorientēts silīcija tērauds | Zema oglekļa silīcija tērauds | Mazāks vai vienāds ar 0.5 | 0.50,0.65 | Sadzīves motori, mikromotori, mazie transformatori un balasti |
Silīcija tērauds | >0.5~3.5 | 0.35,0.50 | Lielie un vidējie motori, ģeneratori, transformatori | ||
Auksti velmēts graudu orientēts silīcija tērauds | Parasts orientēts silīcija tērauds | 2.9~3.3 | 0.18,0.23,0.27,0.30,0.35 | Lielie, vidējie un mazie transformatori un balasti | |
Augstas magnētiskās indukcijas orientēts silīcija tērauds | |||||
Silīcija tērauds īpašiem nolūkiem: auksti velmēta orientēta silīcija tērauda sloksne | 2.9~3.3 | 0.03,0.05,0.10 | Impulsu transformatori, magnētiskie pastiprinātāji, augstfrekvences transformatori un metināšanas iekārtas | ||
Auksti velmēta neorientēta silīcija tērauda sloksne | 3.0 | 0.15,0.20 | Augstas frekvences motori un ģeneratori | ||
Auksti velmēts neorientēts silīcija tērauds magnētiskajiem slēdžiem | 3.0 | 0.70 | Releji un magnētiskie slēdži | ||
Auksti velmēts tērauds ar augstu silīcija saturu | 6.5 | 0.1~0.5 | Augstas frekvences motori, transformatori un magnētiskais ekranējums |
Silīcija tērauda loksnes darbības rādītāji
1. Zems dzelzs zudums. Vissvarīgākais kvalitātes rādītājs. Visas pasaules valstis klasificē pakāpes pēc dzelzs zuduma vērtības. Jo mazāks ir dzelzs zudums, jo augstāka pakāpe un augstāka kvalitāte.
2. Augsta magnētiskās indukcijas intensitāte. Silīcija tērauda loksnes, kas var iegūt lielāku magnētisko indukciju vienā un tajā pašā magnētiskajā laukā, var padarīt no tā izgatavoto motora vai transformatora serdi mazāku izmēru un svaru, kas var ietaupīt silīcija tērauda loksnes, vara stieples un izolācijas materiālus.
3. Augsts kraušanas koeficients. Silīcija tērauda lokšņu virsma ir gluda, plakana un vienāda biezuma, kas uzlabo serdes kraušanas koeficientu.
4. Laba štancēšanas veiktspēja. Tas ir svarīgāk mazu un mikromotoru serdeņu ražošanai.
5. Virsmai ir laba saķere un metināmība ar izolācijas plēvi, kas var novērst koroziju un uzlabot caurumošanas veiktspēju.
6. Neliela magnētiskā novecošanās parādība. Silīcija tērauda loksnes jāpiegādā pēc atkausēšanas un kodināšanas.
Silīcija tērauda marku salīdzinājums
Neorientēta silīcija tērauda salīdzināšanas tabula | ||||||||
biezums |
GB/T 252-1996 |
JISC2553 |
ASTM |
IEC60404 |
Eiropas standarts Tērauda markas Nr. |
|
ROCT |
|
0.35 |
|
35A210 |
|
|
|
|
|
|
35W230 |
35A230 |
|
M230-35A5 |
|
|
|
||
35W250 |
35A250 |
36F320M |
M250-35A5 |
1.0800 |
V250-35A |
2413 |
||
35W270 |
35A270 |
36F342M |
M270-35A5 |
1.0801 |
V270-35A |
2412 |
||
35W300 |
35A300 |
36F386M |
M300-35A5 |
1.0803 |
V300-35A |
2411 |
||
35W330 |
|
36F408M |
M330-35A5 |
1.0804 |
V330-35A |
|
||
35W360 |
35A360 |
36F452M |
M360-35A5 |
|
|
|
||
35W400 |
|
|
|
|
|
|
||
35W440 |
35A440 |
|
|
|
|
|
||
0.50 |
50W230 |
50A230 |
|
|
|
|
|
|
50W250 |
50A250 |
|
M250-50A5 |
1.0891 |
|
|
||
50W270 |
50A270 |
|
M270-50A5 |
1.0806 |
V270-50A |
|
||
50W290 |
50A290 |
47F364M |
M290-50A5 |
1.0807 |
V290-50A |
2413 |
||
50W310 |
50A310 |
47F397M |
M310-50A5 |
1.0808 |
V310-50A |
2412 |
||
50W330 |
|
47F419M |
M330-50A5 |
1.0809 |
V330-50A |
|
||
50W350 |
50A350 |
47F441M |
M350-50A5 |
1.0810 |
V350-50A |
2411 |
||
50W400 |
50A400 |
47F529M |
M400-50A5 |
1.0811 |
V400-50A |
2312 |
||
50W470 |
50A470 |
47F617M |
M470-50A5 |
1.0812 |
V470-50A |
2212 |
||
50W540 |
|
|
M530-50A5 |
1.0813 |
V530-50A |
|
||
50W600 |
50A600 |
|
M600-50A5 |
1.0814 |
V600-50A |
2112 |
||
50W700 |
50A700 |
47F882M |
M700-50A5 |
1.0815 |
V700-50A |
2012 |
||
50W800 |
50A800 |
47F992M |
M800-50A5 |
1.0816 |
V800-50A |
2111 |
||
50W1000 |
50A1000 |
|
M1000-50A5 |
|
|
2011 |
||
50W1300 |
50A1300 |
|
|
|
|
Graudu orientēta silīcija tērauda salīdzināšanas tabula | |||||||
biezums |
GB/T 252-1996 |
JISC2553 |
ASTM |
IEC60404 |
Eiropas standarts Tērauda markas Nr. |
|
ROCT |
0.23 |
|
|
|
M127-23S5 |
1.0860 |
|
|
|
23G110 |
|
M120-23S5 |
1.0864 |
|
||
|
23P100 |
|
M100-23P5 |
1.0879 |
|
||
|
23P095 |
|
M95-23P5 |
|
|
||
|
23P090 |
|
M90-23P5 |
|
|
||
0.27 |
27Q140 |
|
|
M140-27S5 |
1.0865 |
VM89-27N |
3405 |
27Q130 |
27G130 |
|
M130-27S5 |
1.0866 |
VM130-27S |
3406 |
|
27Q120 |
27G120 |
27H163M |
|
|
|
3407 |
|
270G110 |
27P110 |
27P146M |
M110-27P5 |
|
|
3408 |
|
27QG100 |
27P100 |
|
M103-27P5 |
1.0880 |
|
|
|
0.30 |
30Q150 |
|
|
M150-30S5 |
1.0861 |
VM97-30N |
3404 |
30Q140 |
30G140 |
30H183M |
M140-30S5 |
1.0862 |
VM140-30S |
3405 |
|
300130 |
30G130 |
|
|
|
|
3406 |
|
30QG130 |
|
|
|
|
|
3407 |
|
30QG120 |
30P120 |
30P154M |
M117-30P5 |
1.0882 |
VM117-30P |
3408 |
|
30QG110 |
30P110 |
|
M111-30P5 |
1.0881 |
VM111-30P |
|
|
|
30P105 |
|
M105-30P5 |
1.0886 |
|
|
|
0.35 |
35Q165 |
|
|
M165-35S5 |
1.0856 |
VM111-35-N |
3404 |
35Q155 |
35G155 |
35H207M |
|
1.0857 |
VM155-35S |
3405 |
|
35Q145 |
35G145 |
|
M150-35S5 |
|
|
3406 |
|
35Q135 |
|
|
|
|
|
3407 |
|
35QG135 |
35P135 |
|
M135-35P5 |
|
|
3408 |
|
35QG125 |
35P125 |
|
M125-35P5 |
|
|
|
|
|
35P115 |
|
|
|
|
|
Attīstības perspektīvas
Rezumējot. Silīcija tēraudu izmanto vēja turbīnu, saules enerģijas ražošanas iekārtu uc ražošanai, lai uzlabotu iekārtu efektivitāti un samazinātu enerģijas zudumus. Papildus iepriekšminētajiem galvenajiem lietojumiem silīcija tēraudu plaši izmanto arī elektriskajos transportlīdzekļos, elektroinstrumentos, sadzīves tehnikas un citās jomās. Nepārtraukti attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, silīcija tēraudam būs plašāks pielietojuma klāsts elektroenerģijas un elektronikas jomā, lai apmierinātu pieaugošo pieprasījumu. Tāpēc silīcija tēraudam kā svarīgai elektromagnētisko materiālu sastāvdaļai ir ļoti svarīgas pielietojuma perspektīvas un tirgus pieprasījums.
Jautājums:
Kas ir dzelzs zudums?
Dzelzs zudums (saukts arī par kodola zudumu) attiecas uz enerģiju, kas tiek zaudēta elektroiekārtu, piemēram, transformatoru, induktoru, maiņstrāvas motoru un maiņstrāvas ģeneratoru, dzelzs kodolā mainīgā magnētiskā lauka ietekmes dēļ uz magnētisko serdi. Zaudētā enerģija tiek izkliedēta kā siltums un dažreiz kā troksnis.
Dzelzs zudumus var iedalīt trīs veidos: histerēzes zudums, virpuļstrāvas zudums un anomāls zudums.