Baja listrik canai dingin. Baja listrik atau besi transformator: nilai, deskripsi

Baja listrik dimaksudkan untuk pembuatan inti transformator, choke, stator dan rotor dinamo, berbagai bagian perangkat dan perangkat elektromagnetik. Produk-produk ini bekerja dalam variabel Medan magnet, sehingga arus eddy diinduksi di dalamnya. Selain itu, mereka tunduk pada pembalikan magnetisasi yang cepat. Rugi daya untuk eksitasi arus eddy dan untuk pembalikan magnetisasi mengurangi efisiensi. mesin dan oleh karena itu harus dijaga agar tetap minimum. Salah satu persyaratan utama untuk sifat-sifat baja listrik adalah nilai minimum dari jumlah kerugian ini, mengacu pada satuan massa baja listrik. Rugi-rugi ini diukur dalam W/kg dan disebut rugi-rugi spesifik atau watt.

Nilai kerugian watt ditentukan baik oleh kualitas baja listrik maupun oleh desain dan teknologi produk manufaktur darinya. Misalnya, kekuatan arus eddy di inti transformator dan, akibatnya, rugi-rugi daya ditentukan oleh hambatan listrik material dan luas area. persilangan lembaran dari mana inti dirakit, dan semakin besar hambatan listrik dan semakin kecil ketebalan lembaran, semakin rendah kehilangan watt. Rugi-rugi pembalikan magnetisasi ditentukan oleh lebar loop histeresis: semakin sempit loop histeresis dan semakin kecil gaya koersif, semakin rendah rugi daya spesifik yang hilang akibat pembalikan magnetisasi. Lebar loop histeresis dan gaya koersif tergantung pada komposisi baja listrik.

Sejumlah persyaratan lain juga dikenakan pada baja listrik, yang timbul dari karakteristik masa pakai produk. Jika, misalnya, baja untuk pembuatan inti magnetik transformator harus memiliki: sifat listrik tinggi dalam satu arah, yang berarti bahwa anisotropi besar dari sifat magnetik diperbolehkan untuk logam ini, kemudian untuk pembuatan inti dinamo dan perangkat lain dengan fluks magnet bercabang, perlu bahwa anisotropi sifat menjadi minimal.

Satu dari properti penting baja listrik terletak pada rentan terhadap penuaan, yang menyebabkan perubahan nyata pada properti dan menurunkan pengoperasian perangkat.

Sebagian besar produk dari baja transformator dibuat dengan stamping dari lembaran. Oleh karena itu, semua baja transformator tunduk pada persyaratan tinggi mengenai plastisitas selama rolling dan stamping.

Kompleksitas sifat yang diperlukan dari baja listrik tergantung pada: komposisi kimia logam dan parameter fisik dan kristalografi tertentu dari lembaran, disediakan sebagai hasil dari mekanik yang kompleks dan perawatan panas di redistribusi, sebuah ingot menjadi lembaran.

Lembaran listrik diproduksi dengan rolling panas dan dingin. Saat ini, hanya 30 grade baja trafo canai panas dan 39 grade baja trafo canai dingin yang diproduksi. Penggulungan dingin logam listrik lebih disukai, karena memungkinkan untuk mendapatkan lembaran bertekstur (tekstur adalah orientasi utama kristal dalam agregat polikristalin, dalam hal ini dalam lembaran). Dalam lembaran seperti itu, kehilangan watt dan gaya koersif lebih kecil daripada lembaran yang tidak bertekstur.

Sifat elektromagnetik tinggi, kehilangan watt rendah, dan induksi magnetik tinggi disediakan oleh tekstur berusuk (110) atau kubik (100) yang sempurna. Dalam lembaran bergaris, kehilangan watt di sepanjang arah penggulungan dua kali lebih rendah daripada di lembaran canai panas. Tetapi tekstur tepi dicirikan oleh anisotropi sifat elektromagnetik yang diucapkan: dalam arah melintang, kerugian spesifik hampir 4 kali, dan gaya koersif 3 kali lebih besar daripada dalam arah bergulir.

Baja dengan tekstur kubik dibedakan oleh sifat listrik yang lebih tinggi baik dalam arah memanjang dan terutama dalam arah melintang relatif terhadap rolling. Oleh karena itu, saat ini, produksi lembaran listrik canai dingin dengan tekstur sedang diperluas dan produksi lembaran dengan tekstur kubik sedang dikuasai, dan produksi lembaran canai panas secara bertahap dikurangi, dan akan benar-benar berhenti di tahun-tahun mendatang.

Struktur tulang rusuk yang sempurna dari baja transformator dibentuk oleh penggulungan dingin ganda dengan anil menengah dan akhir.. Untuk pembentukannya dalam proses rekristalisasi sekunder, keberadaan inklusi terdispersi diperlukan. Peran mereka dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa, selama rekristalisasi sekunder, mereka mencegah pertumbuhan normal butir dari struktur asli, sebagai akibatnya butir individu dengan orientasi yang terbentuk selama rekristalisasi primer menerima pertumbuhan preferensial.

Untuk mendapatkan sifat baja transformator yang tinggi pengotor yang membentuk inklusi perlu dihilangkan setelah struktur tulang rusuk yang sempurna diperoleh. Ini terjadi pada tahap akhir perlakuan panas dengan melarutkan inklusi, menyebarkan kotoran ke permukaan dan memindahkannya ke fase gas.

Dua jenis inklusi berkontribusi pada tekstur bergaris: sulfida mangan dan aluminium atau silikon nitrida. Dengan demikian, dua opsi untuk teknologi produksi baja transformator digunakan - belerang dan nitrogen.. Saat menggunakan varian belerang, logam harus mengandung sekitar 0,1% Mn dan sekitar 0,02% S. Bahkan di Uni Soviet, varian nitrogen dari teknologi untuk produksi baja listrik di tungku busur tersebar luas.

Sifat listrik lembaran sangat ditentukan oleh: ukuran butir, dengan peningkatan di mana kerugian spesifik berkurang. Hal ini dijelaskan oleh kisi kristal terdistorsi dari batas butir, yang oleh karena itu merupakan hambatan untuk lewatnya medan magnet. Meningkatkan ukuran butir mengurangi panjang batas dan dengan demikian meningkatkan sifat lembaran.

Karena sifat-sifat baja transformator ditentukan tidak hanya oleh komposisi kimia logam, tetapi juga oleh parameter fisik dan kristalografi lembaran, yang pada gilirannya tergantung pada komposisi logam dan metode produksi lembaran, penandaan standar baja lembaran listrik mencerminkan tujuannya, komposisi kimia, teknologi pembuatan lembaran dan sifat magnetiknya. . Misalnya, dalam menandai E43A, E3200, E330A, angka dan huruf diuraikan sebagai berikut:

E - baja listrik;
angka pertama adalah kandungan silikon, %;
digit kedua - sifat magnetik baja yang dijamin (1 - dengan normal, 2 - dengan reduksi, 3 - dengan kehilangan watt rendah);
00 - baja bertekstur rendah canai dingin,
0 - bertekstur canai dingin;
A - baja berkualitas tinggi dengan kerugian yang sangat rendah.

Silikon adalah satu-satunya elemen yang dimasukkan ke dalam baja transformator untuk meningkatkan sifat listrik besi, oleh karena itu kandungannya tercermin dalam penandaan. Kehadiran silikon meningkatkan permeabilitas magnetik dan hambatan listrik baja, menurunkan gaya koersif, sehingga mengurangi kerugian baik untuk pembalikan magnetisasi dan arus eddy. Semua elemen lain, kecuali fosfor, mempengaruhi sifat listrik besi secara negatif. Oleh karena itu, teknologi peleburan dan pemrosesan baja listrik dibangun sedemikian rupa sehingga lembaran jadi dengan sejumlah besar silikon mengandung sesedikit mungkin pengotor lainnya.

Dalam hal ini, untuk pembuatan produk yang harus memiliki saturasi magnetik tinggi, digunakan baja transformator yang mengandung jumlah silikon yang dikurangi. Oleh karena itu, dalam apa yang disebut baja dinamo, kandungan silikonnya adalah 2-3%. Dalam baja transformator, yang seharusnya memiliki kerugian minimal selama pembalikan magnetisasi, kandungan silikonnya adalah 3-4,5%.

Selain silikon aditif fosfor berkontribusi pada peningkatan ukuran butir dan peningkatan sifat listrik baja. Namun, karena fosfor secara bersamaan meningkatkan kerapuhan baja, fosfor hanya dapat digunakan dalam jumlah kecil (hingga 0,2%) untuk paduan baja dinamis yang lebih ulet.

Kandungan silikon yang tinggi menyebabkan sejumlah cacat metalurgi tertentu muncul di baja ini. Cacat yang paling umum pada baja listrik adalah gelembung gas dan pertumbuhan ingot.. Ketergantungan tingkat kerusakan ingot pada kandungan hidrogen telah ditetapkan: ingot padat dengan penyusutan yang dalam dengan kandungan hidrogen kurang dari 4 ml per 100 g logam, dan dengan kandungan hidrogen 8 ml per 100 g logam, semua ingot tidak menyusut. Konsentrasi ini tidak melebihi tingkat yang biasa untuk baja struktural, bantalan bola dan baja tahan karat paduan, tetapi cacat hanya muncul pada baja listrik.

Hal ini dijelaskan oleh penurunan dengan adanya silikon, kelarutan hidrogen, yang dalam proses kristalisasi menyebabkan pemisahan yang kuat dan pembentukan gelembung. Oleh karena itu, dalam peleburan baja listrik, perhatian khusus harus diberikan pada langkah-langkah untuk: pengurangan kandungan hidrogen, kehadiran nitrogen dalam logam juga memiliki beberapa efek pada pertumbuhan ingot. Karena itu, kandungannya dalam logam tidak boleh melebihi 0,006-0,010%. Suhu sangat mempengaruhi kerusakan logam oleh gelembung: semakin tinggi, semakin banyak gas larut dalam logam dan, di samping itu, kristalisasi lebih melambat, menyebabkan peningkatan segregasi dan peningkatan kerusakan batangan oleh gelembung. Oleh karena itu, suhu logam selama pengecoran tidak boleh melebihi 1590 ° C.

Cacat lain pada baja listrik adalah: inversi kerak selama pengecoran, menyebabkan pembentukan penangkaran dan mengurangi kualitas permukaan logam, serta pembentukan retakan internal pada batangan - "rumah burung" timbul pada laju pendinginan yang tinggi pada suhu di bawah 120°C.

Fitur produksi baja trafo canai dingin

Baja lembaran transformator (elektroteknik) pergi ke pembuatan transformer, mesin dan perangkat listrik. Baja ini memiliki kehilangan remagnetisasi yang rendah, induksi magnet yang tinggi, dan gaya koersif yang rendah. Ketebalan baja lembaran canai panas dan canai dingin adalah 1,0-0,1 mm. Baja transformator terbaik adalah canai dingin.

Kandungan silikon maksimum dalam baja trafo canai dingin biasanya tidak melebihi 3,5%, karena pada konsentrasi yang lebih tinggi, keuletan berkurang secara signifikan dan kekakuan baja meningkat. Baja terutama digulung dengan ketebalan 0,5, 0,35 dan 0,2 mm dalam gulungan. Baja trafo canai dingin disuplai dalam lembaran dengan panjang 720-2000 dan gulungan dengan lebar 240-1000 mm.

Semakin tipis ketebalan lembaran, semakin rendah kehilangan remagnetisasi dan semakin tinggi kualitas layanan transformator dan perangkat. Indikator terbaik rugi-rugi spesifik baja trafo canai dingin adalah 0,5-0,6 W/kg ketika dimagnetisasi ulang pada frekuensi 50 Hz dan nilai induksi maksimum adalah 10.000 gauss.

Sifat magnetik baja transformator terutama dipengaruhi oleh kandungan silikon, yang meningkatkan hambatan listrik dan mendorong pertumbuhan butiran besar saat dipanaskan, yang meningkatkan permeabilitas magnetik baja. Pembentukan butiran besar juga difasilitasi oleh pembatasan ketat pengotor lain dalam baja - karbon, belerang, fosfor, hidrogen, nitrogen.

Baja trafo canai dingin bertekstur, memiliki sifat magnetik tinggi dalam arah penggulungan (baja canai panas tidak memiliki tekstur). Dua tekstur paling khas dari transformator

Arah penggulungan baja berusuk dan kubik. Dalam kasus tekstur bergaris, bidang diagonal kisi kubik (CL) bertepatan dengan bidang gelinding, dan arah magnetisasi mudah dalam kisi besi- (100) bertepatan dengan arah gelinding. Arah magnetisasi keras (111) membentuk sudut 55° dengan arah putaran.

Anisotropi sifat magnetik dengan tekstur tertentu diperhitungkan dalam pembuatan transformator sehingga fluks magnet dan arah rolling (arah kerugian rendah dan permeabilitas magnetik tinggi) bertepatan.

Dengan tekstur kubik, bidang (100) bertepatan dengan bidang bergulir, dan tepi kubus (arah magnetisasi mudah) terletak di arah bergulir dan di atasnya. Dengan demikian, sifat magnetik baja dengan tekstur kubik adalah sama dalam arah menggelinding dan melintasinya; adalah bijaksana untuk menggunakan baja ini sebagai inti transformator dan perangkat di mana arah fluks magnet perubahan dalam waktu. Bahan awal untuk pengerolan dingin baja transformator adalah gulungan canai panas dengan ketebalan lembaran kira-kira 2,5 mm.

Di toko penggulungan dingin Pertama, anil dekarburisasi dari gulungan canai panas dilakukan pada suhu 800 ° C selama ~ 30 jam tanpa atmosfer pelindung. Kemudian gulungan anil terus-menerus diasamkan dalam larutan asam sulfat (hidroklorat).

Penggulungan dingin baja transformator ketebalan 0,5 dan 0,35 mm terjadi dalam dua tahap (dengan anil menengah) dengan pengurangan total untuk masing-masing tahap ~60%. Kemudian annealing suhu tinggi akhir dilakukan pada suhu 1150-1180 ° C, yang mengarah ke pertumbuhan butir kasar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa baja transformator (larutan padat silikon dalam besi-a) tidak memiliki transformasi a-Fe4 ± Y "Fe ketika dipanaskan. Kotoran kecil dari elemen lain, yang merupakan seperseratus dan seperseribu persen, juga berkontribusi pada pertumbuhan biji-bijian besar, misalnya, kandungan karbon dalam lembaran jadi hanya 0,004-0,008% g

Setelah anil, tekstur deformasi berubah menjadi tekstur rekristalisasi yang berorientasi dengan cara yang berbeda.

Dengan demikian, tekstur bergaris atau kubik diperoleh sebagai hasil rekristalisasi selama anil suhu tinggi akhir. Anil ini dilakukan dalam atmosfer pelindung, yaitu nitrogen atau hidrogen kering. Yang terakhir, bergabung dengan oksigen, membentuk uap air, yang segera menguap dan memurnikan baja, menyerap karbon yang tersisa. Selain itu, hidrogen kering menghasilkan tekstur kubik yang paling sempurna, tetapi harganya lebih mahal dibandingkan dengan nitrogen dan mudah meledak. Untuk alasan ini, nitrogen (atau campuran nitrogen dan hidrogen) paling sering digunakan sebagai media pelindung terhadap oksidasi.

Di toko rolling dingin, baja transformator diproduksi dengan lapisan isolasi listrik, yang meningkatkan kinerja dan sifat anti-korosinya. Gulungan dipotong menjadi lembaran dengan dimensi yang diperlukan pada unit pemotongan melintang dan memanjang. Penggulungan dingin baja trafo juga dilakukan pada pabrik berdiri tunggal, dan baru-baru ini pada pabrik 20 gulungan, yang menyediakan lembaran jadi berkualitas tinggi.

Mengacu pada baja magnetik, yang digunakan untuk pembuatan listrik dan magnet permanen, untuk inti magnetik bidang variabel, misalnya, trafo, alat ukur listrik, dll. Baja magnetik dapat diklasifikasikan menurut sifat kemagnetannya menjadi magnet keras dan magnet lunak. Yang terakhir berlaku baja listrik, beli yang dengan biaya rendah dimungkinkan di perusahaan PromKomplekt.

Baja magnetik lunak lembaran tipis, yang digunakan untuk pembuatan sirkuit magnetik untuk peralatan listrik berikut: transformator, generator, choke, relai, stabilisator, dll. Pasokan baja listrik itu diproduksi dalam lembaran, dimensi yang paling populer adalah 750x1500 mm dan 1000x2000 mm, atau dalam gulungan baja, yang membuatnya lebih mudah untuk memotong bahan.

Klasifikasi baja listrik

teknologi produksi membedakan:

baja listrik canai dingin GOST 21427.1-83, GOST 21427.2-83 mengandung hingga 3,3% silikon
baja listrik canai panas mengandung hingga 4,5% silikon

menurut jenis produk:

lembaran baja listrik
produk panjang dari baja listrik
baja listrik yang digulung
potongan strip dari baja listrik

Baja listrik dapat mengubah elektromagnetik seperti itu properti seperti resistivitas listrik, permeabilitas magnetik dan lain-lain, tergantung jumlah silikon yang terkandung di dalamnya.

Baja listrik biasanya dianil pada 800-850 derajat Celcius untuk menghilangkan tekanan mekanis. Dalam hal pengiriman baja listrik dalam keadaan tidak dianil, harus dilakukan perlakuan panas tambahan.

Penandaan baja listrik

Baja listrik ditandai dengan angka yang menunjukkan hal berikut:

digit pertama - kelas berdasarkan jenis rolling
digit kedua adalah jenis sesuai dengan konten silikon
digit ketiga - sesuai dengan karakteristik utama yang dinormalisasi
digit keempat dan kelima - nilai karakteristik di atas

Selain itu, ada penunjukan kelas baja listrik dalam bentuk alfanumerik: huruf E menunjukkan jenis baja, angka berikutnya menunjukkan tingkat paduan baja dengan silikon.

Baja listrik termasuk besi teknis - paduan dengan karbon tidak lebih dari 0,02%. Besi teknis digunakan dalam pembuatan inti, elektromagnet, pelat baterai, dll. Sifat magnetik besi berubah selama peleburan kembali dalam lingkungan vakum, dan tegangan internal, seperti dalam kasus baja elektromagnetik, dikurangi dengan anil.
,

Baja lembaran yang digunakan untuk produksi kabel magnetik untuk peralatan yang berfungsi listrik (transformator, generator, relai, motor listrik, dan magnet) disebut baja listrik. Bahannya lembut secara magnetis, yang membuatnya optimal untuk digunakan dalam teknik listrik.

Sifat-sifat yang dimiliki oleh baja listrik

Dari persyaratan yang diperlukan tergantung pada kandungan fraksi silikon, yang meningkatkan resistivitas listrik. Berbagai teknologi produksi baja listrik dibagi menjadi:

canai panas - kandungan silikon hingga 4,5 persen;
canai dingin - kandungan silikon hingga 3,3 persen.

Ada pembagian bersyarat menjadi:

dinamis;
menyampaikan;
transformator.

Peralatan listrik beroperasi di medan magnet bolak-balik, itulah sebabnya arus eddy diinduksi dan pembalikan magnetisasi terjadi dengan cepat. biaya ini daya mengurangi efisiensi. Persyaratan utama untuk peralatan tersebut adalah untuk meminimalkan kerugian tersebut, baik melalui penambahan silikon maupun penipisan lembaran bahan.

Baja listrik memiliki permeabilitas magnetik yang sangat baik. Biasanya diproduksi dalam lembaran dengan ketebalan 0,1 hingga 0,5 mm, baik digulung dingin atau panas. Ada perbedaan yang signifikan dalam struktur kristal baja canai panas dan canai dingin.

Bahan kristal kasar memiliki permeabilitas magnet yang lebih tinggi daripada bahan berbutir halus. Pemrosesan (baik mekanik dan termal), dengan mengubah ukuran kristal, mempengaruhi sifat magnetik. Annealing logam mendorong peningkatan ukuran kristal dan penurunan stres internal. Ini meningkatkan permeabilitas dan mengurangi gaya koersif.

Klasifikasi tergantung pada penandaannya

Arti dari baja menandai nomor:

Digit pertama: struktur dan jenis sewa. 1 - canai panas isotropik, 2 - canai dingin isotropik, 3 - canai dingin anisotropik.
Digit kedua: proporsi silikon. 0 - hingga 0,4 persen, 1 - dari 0,4 hingga 0,8 persen, 2 - dari 0,8 hingga 1,8 persen, 3 - dari 1,8 hingga 2,8 persen, 4 - dari 2,8 hingga 3,8 persen, 5 - dari 3,8 hingga 4,8 persen.
Digit ketiga: karakteristik utama. Kehilangan energi spesifik selama induksi magnetik.
Digit keempat dan kelima: indikator kuantitatif karakteristik.

Tiga angka pertama dari penunjukan merek menunjukkan jenis baja listrik.

Baja listrik berbagai macam berbeda dalam harga dan tujuan bahan. Ini sering diproduksi dalam bentuk anil. Terkadang diperlukan perlakuan panas tambahan pada 800 derajat Celcius. Jika baja dipasok tanpa proses, perlakuan suhu tinggi pada suku cadang diperlukan untuk tingkat kualitas yang sesuai.

Baja listrik murni

Bahan ini digunakan dalam sirkuit magnetik berbagai perangkat listrik.

Baja diklasifikasikan menurut jenisnya:

produk (pita, lembaran, gulungan);
karakteristik kualitas permukaan logam.

Toko online kami menawarkan untuk membeli dengan mudah dan cepat produk berkualitas tinggi dalam berbagai untuk memenuhi berbagai kebutuhan. Baja listrik diminati karena permeabilitas magnetiknya yang optimal dan kehilangan energi yang rendah dalam medan magnet.