Control de la composició química de la xapa d'acer al silici

L'acer al silici (acer elèctric) és el material magnètic de cavall de batalla per a transformadors, motors i generadors. El seu rendiment magnètic - pèrdua de nucli, permeabilitat i corrent de magnetització - es decideix principalment al forn de fabricació d'acer, on la composició química es controla dins de finestres estretes. Aquest article explica els principis de control de composició per a tots dosorientat-gra (GO)ino-orientat (NO)làmines d'acer al silici.

 

No esteu segur de quin grau d'acer de silici s'adapta al vostre projecte de transformador o motor?

El nostre equip tècnic us pot ajudar amb la selecció de qualificacions, la comparació del rendiment i les recomanacions específiques del projecte.

Poseu-vos en contacte amb la consulta tècnica gratuïta

 

Silici: l'element que defineix

El silici augmenta la resistivitat elèctrica (reduint les pèrdues de corrent de Foucault), però l'excés de silici fa que l'acer sigui dur i trencadís i redueix la inducció de saturació.

Producte	Gamma Si típica	Propòsit principal
No-orientat (NO)	0,5-3,5% (qualificacions per Si: p. ex., 50W470, 35W300)	Motors, generadors - propietats magnètiques isòtropes
Orientat-gras (GO)	2.9–3.5%	Transformadors - baixes pèrdues al llarg de la direcció de rodament

 

Carboni: ultra-baix per als graus GO

Per a l'acer orientat-gra, el carboni s'ha de reduir a nivells molt baixos (normalment, inferior o igual a 0,003-0,005%)després del recuit de descarburació, perquè el carboni residual evita la recristal·lització secundària que crea la textura nítida de Goss. Les mesures de control inclouen la desgasificació al buit, una pràctica acurada de desoxidació i un recuit final de descarburació en una atmosfera d'hidrogen humida. Per als graus no-orientats, el carboni també es manté baix (menor o igual al 0,005%) per evitar l'envelliment magnètic - el lent augment de la pèrdua del nucli durant la vida útil causada per la precipitació de carboni.

 

Manganès, Fòsfor, Sofre

• Manganès:millora la treballabilitat en calent i contraresta la fragilitat del sofre; normalment 0,1-0,5% depenent de la nota. L'excés de Mn pot augmentar les pèrdues per efectes de la-solució sòlida, de manera que es controla estrictament.
• Fòsfor:augmenta la resistivitat i la duresa dels graus de NO i millora la qualitat de perforació de les làmines primes, però perjudica la treballabilitat en fred i afavoreix la segregació; es manté per sota del ~0,05–0,1% depenent de la nota.
• Sofre:una impuresa nociva - forma inclusions de MnS que interfereixen amb el creixement del gra i el moviment de la paret del domini-, augmentant la pèrdua del nucli. El processament GO aprofita els precipitats de MnS controlats com a inhibidors i després els elimina mitjançant un recuit de purificació a alta -temperatura; S final normalment és inferior o igual al 0,005%.

 

Alumini i nitrogen (inhibidors de GO)

En l'acer orientat-gra, els precipitats fins (AlN, MnS) actuen com ainhibidorsque fixen el creixement normal del gra durant la recristal·lització primària, permetent un creixement anormal dels grans orientats a Goss-en el recuit final d'alta-temperatura. Per tant, l'alumini i el nitrogen es controlen dins d'intervals específics i posteriorment s'eliminen en el recuit de purificació (dissolució final d'AlN), deixant un producte final net amb baixa pèrdua de nucli.

 

Purificació d'acer

"Purificació" fa referència a minimitzar les inclusions no-metàl·liques (òxids, sulfurs, nitrurs) després que la fase inhibidora hagi complert el seu propòsit. L'acer net s'aconsegueix mitjançant:

• Desgasificació al buit (RH/VD) per eliminar gasos i inclusions.
• Tractament amb calci o metal·lúrgia de cullera per modificar la morfologia d'inclusió.
• Colada contínua amb agitació electromagnètica per a una solidificació homogènia.
• Recuit de purificació final per a graus GO (alta temperatura, atmosfera d'hidrogen) que dissol inhibidors residuals.

 

Efecte sobre les propietats magnètiques

Mesura de la composició	Efecte
Si superior	Major resistivitat, menor pèrdua-de corrents de Foucault; més dur, més trencadís
C ultra-baix	Pèrdua de nucli baixa estable, sense envelliment magnètic
Baixa S, baixes inclusions	Fàcil moviment de la paret del domini-, baixa pèrdua d'histèresi
Al/N controlat (GO)	Textura Sharp Goss, baixa pèrdua al llarg de la direcció de rodament

 

Normes

La composició i les propietats magnètiques s'especifiquen a GB/T 2521 (Xina), IEC 60404-8-x, ASTM A876 (GO) i ASTM A677 (NO). En fer la comanda, confirmeu sempre la designació del grau, la pèrdua de nucli garantida a la densitat de flux nominal i la freqüència (per exemple, 1,7 T/50 Hz per a GO) i la base de densitat utilitzada per al càlcul de pèrdues.