Šaltai valcuotas elektrotechninis plienas. Elektros plienas arba transformatorinis lygintuvas: markės, aprašymas

Elektros plienas yra skirtas gamybai transformatorių šerdys, droseliai, statoriai ir dinamo rotoriai, įvairios elektromagnetinių prietaisų ir prietaisų dalys. Šie produktai veikia kintamaisiais magnetiniai laukai, todėl juose sukeliamos sūkurinės srovės. Be to, jie greitai keičia įmagnetinimą. Sūkurinių srovių sužadinimo ir įmagnetinimo apsisukimo galios nuostoliai mažina efektyvumą. mašinų, todėl jų turėtų būti kuo mažiau. Vienas iš pagrindinių reikalavimų elektrotechninio plieno savybėms yra minimali šių nuostolių sumos vertė, nurodyta elektros plieno masės vienetu. Šie nuostoliai matuojami W/kg ir vadinami specifiniais arba vatų nuostoliais.

Vatų nuostolių vertę lemia tiek elektrotechninio plieno kokybė, tiek gaminių iš jo gamybos dizainas ir technologija. Pavyzdžiui, transformatorių šerdies sūkurinių srovių stiprumą ir atitinkamai galios nuostolius lemia medžiagos elektrinė varža ir plotas. skerspjūvis lakštai, iš kurių surenkama šerdis, ir kuo didesnė elektrinė varža ir mažesnis lakštų storis, tuo mažesni vatų nuostoliai. Įmagnetinimo apsisukimo nuostolius lemia histerezės kilpos plotis: kuo siauresnė histerezės kilpa ir kuo mažesnė prievartinė jėga, tuo mažesni savitieji galios nuostoliai, prarandami keičiant įmagnetinimą. Histerezės kilpos plotis ir priverstinė jėga priklauso nuo elektrotechninio plieno sudėties.

Elektros plienui taip pat keliami keli kiti reikalavimai, atsirandantys dėl gaminių eksploatavimo trukmės savybių. Jei, pavyzdžiui, plienas, skirtas transformatorių magnetinėms šerdims gaminti, turi turėti aukštos elektrinės savybės viena kryptimi, o tai reiškia, kad šiam metalui leidžiama didelė magnetinių savybių anizotropija, tada gaminant dinamo ir kitų įrenginių, turinčių šakotąjį magnetinį srautą, šerdis, būtina, kad savybių anizotropija būtų minimali.

Vienas iš svarbios savybės elektros plienas slypi jų linkę į senėjimą, dėl ko pastebimai pasikeičia savybės ir pablogėja įrenginių veikimas.

Dauguma gaminių iš transformatorinio plieno gaminami štampuojant iš lakšto. Todėl visiems transformatorių plienams keliami aukšti reikalavimai plastiškumas valcavimo ir štampavimo metu.

Elektros plienų būtinų savybių kompleksas priklauso nuo cheminė sudėtis metalo ir tam tikrų fizikinių bei kristalografinių lakšto parametrų, pateiktų dėl sudėtingų mechaninių ir karščio gydymas perskirstant, luitas į lakštą.

Elektros lakštai gaminami karšto ir šalto valcavimo būdu. Šiuo metu gaminama tik 30 rūšių karšto valcavimo ir 39 šaltai valcuoto transformatorinio plieno. Pageidautina šaltai valyti elektrinį metalą, nes leidžia gauti tekstūruotą lakštą (tekstūra yra vyraujanti kristalų orientacija polikristaliniame agregate, šiuo atveju lape). Tokiame lape vatų nuostoliai ir priverstinė jėga yra mažesni nei netekstūruotame lape.

Aukštas elektromagnetines savybes, mažus vatų nuostolius ir didelę magnetinę indukciją užtikrina tobula briaunota (110) arba kubinė (100) tekstūra. Briaunuotame lakšte vatų nuostoliai valcavimo kryptimi yra du kartus mažesni nei karšto valcavimo lakštuose. Tačiau krašto tekstūrai būdinga ryški elektromagnetinių savybių anizotropija: skersine kryptimi savitieji nuostoliai yra beveik 4 kartus, o priverstinė jėga yra 3 kartus didesnė nei riedėjimo kryptimi.

Kubinės tekstūros plienas išsiskiria dar aukštesnėmis elektrinėmis savybėmis tiek išilgine, tiek ypač skersine kryptimi valcavimo atžvilgiu. Todėl šiuo metu plečiama šalto valcavimo elektros lakšto su faktūra gamyba ir įsisavinama kubinės tekstūros lakšto gamyba, o karšto valcavimo lakšto gamyba palaipsniui mažinama ir bus ateinančiais metais visiškai sustojo.

Tobula transformatorinio plieno briaunų struktūra suformuota dvigubo šalto valcavimo būdu su tarpiniu ir galutiniu atkaitinimu.. Kad jis susidarytų antrinės rekristalizacijos procese, būtinas išsklaidytų intarpų buvimas. Jų vaidmuo pasireiškia tuo, kad antrinės rekristalizacijos metu jie neleidžia normaliai augti pirminės struktūros grūdams, dėl to atskiri grūdeliai, kurių orientacija susidarė pirminės rekristalizacijos metu, gauna pirmenybę.

Norint gauti aukštas transformatoriaus plieno savybes būtina pašalinti priemaišas, kurios sudaro inkliuzus, gavus tobulą briaunų struktūrą. Tai įvyksta paskutiniame terminio apdorojimo etape, ištirpinant inkliuzus, išsklaidant nešvarumus į paviršių ir pašalinant jas į dujų fazę.

Dviejų tipų inkliuzai prisideda prie briaunuotos tekstūros: mangano sulfidai ir aliuminio arba silicio nitridai. Atitinkamai, naudojami du transformatorinio plieno gamybos technologijos variantai - siera ir azotas.. Naudojant sieros variantą, metale turėtų būti apie 0,1 % Mn ir apie 0,02 % S. Net SSRS plačiai paplito elektrotechninio plieno gamybos lankinėse krosnyse technologijos azotinis variantas.

Lakšto elektrines savybes daugiausia lemia grūdelių dydžiai, didėjant specifiniai nuostoliai mažėja. Tai paaiškinama iškreipta grūdelių ribų kristaline gardele, kuri yra kliūtis magnetiniam laukui praeiti. Padidinus grūdelių dydį, sutrumpėja ribų ilgis ir taip pagerėja lakšto savybės.

Kadangi transformatorinio plieno savybes lemia ne tik metalo cheminė sudėtis, bet ir lakšto fizikiniai bei kristalografiniai parametrai, kurie savo ruožtu priklauso nuo metalo sudėties ir lakštų gamybos būdo, standartinis ženklinimas. lakštinio elektrolitinio plieno atspindi jo paskirtį, cheminę sudėtį, lakštų gamybos technologiją ir magnetines savybes. Pavyzdžiui, ženklinant E43A, E3200, E330A skaičiai ir raidės iššifruojami taip:

E - elektrotechninis plienas;
pirmasis skaičius yra silicio kiekis, %;
antrasis skaitmuo – garantuotos plieno magnetinės savybės (1 – su normaliomis, 2 – su sumažintomis, 3 – su mažais vatų nuostoliais);
00 - šaltai valcuotas žemos tekstūros plienas,
0 - šaltai valcuotas tekstūruotas;
A - aukštos kokybės plienas su ypač mažais nuostoliais.

Silicis yra vienintelis elementas, įvestas į transformatorinį plieną, siekiant pagerinti geležies elektrines savybes, todėl jo kiekis atsispindi ženklinant. Silicio buvimas padidina plieno magnetinį pralaidumą ir elektrinę varžą, sumažina priverstinę jėgą ir taip sumažina įmagnetinimo apsisukimo ir sūkurinių srovių nuostolius. Visi kiti elementai, išskyrus fosforą, neigiamai veikia elektrines geležies savybes. Todėl elektrotechninio plieno lydymo ir apdirbimo technologija pastatyta taip, kad gatavame lakšte su dideliu silicio kiekiu būtų kuo mažiau kitų priemaišų.

Šiuo atžvilgiu gaminių, kurių magnetinis prisotinimas turi būti didelis, gamybai naudojamas transformatorinis plienas, kuriame yra sumažintas silicio kiekis. Todėl vadinamuosiuose dinamo plienuose silicio kiekis yra 2-3%. Transformatorių plienuose, kurių nuostoliai turėtų būti minimalūs keičiant įmagnetinimą, silicio kiekis yra 3-4,5%.

Be silicio fosforo priedai padeda didinti grūdelių dydį ir pagerinti plieno elektrines savybes. Tačiau kadangi fosforas kartu padidina plieno trapumą, jį galima naudoti tik nedideliais kiekiais (iki 0,2 %) plastiškesnio dinamiško plieno legiravimui.

Dėl didelio silicio kiekio šiuose plienuose atsiranda tam tikrų metalurginių defektų. Dažniausi elektrotechninio plieno defektai yra dujų burbuliukai ir luitų augimas.. Nustatyta luitų pažeidimo laipsnio priklausomybė nuo vandenilio kiekio: luitai yra tankūs, giliai susitraukiantys, kurių vandenilio kiekis yra mažesnis nei 4 ml 100 g metalo, o vandenilio kiekis - 8 ml 100 g metalo. metalo, visi luitai nesusitraukia. Šios koncentracijos neviršija įprasto legiruotojo konstrukcinio, rutulinio ir nerūdijančio plieno koncentracijos, tačiau defektas atsiranda tik ant elektrotechninio plieno.

Tai paaiškinama mažėjimu esant siliciui, vandenilio tirpumas, kuris kristalizacijos procese sukelia stiprią jo segregaciją ir burbuliukų susidarymą. Todėl lydant elektrinį plieną, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas priemonėms vandenilio kiekio sumažinimas, azoto buvimas metale taip pat turi tam tikros įtakos luitų augimui. Dėl šios priežasties jo kiekis metale neturėtų viršyti 0,006–0,010%. Temperatūra stipriai įtakoja burbuliukų daromą žalą metalui: kuo ji aukštesnė, tuo daugiau metale ištirpsta dujų, be to, tuo labiau sulėtėja kristalizacija, todėl padidėja segregacija ir didėja luitų pažeidimai burbuliukais. Todėl liejimo metu metalo temperatūra neturi viršyti 1590 °C.

Kiti elektrotechninio plieno defektai yra plutos inversijos liejimo metu, dėl kurių susidaro nelaisvė ir sumažėja metalo paviršiaus kokybė, taip pat susidaro vidiniai įtrūkimai luituose - "paukščių nameliai" atsirandančios esant dideliam aušinimo greičiui žemesnėje nei 120 °C temperatūroje.

Šaltojo valcavimo transformatorinio plieno gamybos ypatybės

Transformatorinis (elektrotechninis) lakštinis plienas atitenka transformatorių, elektros mašinų ir prietaisų gamybai. Šis plienas pasižymi mažais pakartotinio įmagnetinimo nuostoliais, didele magnetine indukcija ir maža priverstine jėga. Elektrinio karšto valcavimo ir šalto valcavimo lakštinio plieno storis yra 1,0-0,1 mm. Geriausias transformatoriaus plienas yra šaltai valcuotas.

Maksimalus silicio kiekis šaltai valcuotame transformatoriniame pliene paprastai neviršija 3,5%, nes esant didesnei koncentracijai žymiai sumažėja plastiškumas ir padidėja plieno standumas. Plienas daugiausia valcuojamas 0,5, 0,35 ir 0,2 mm storio rulonais. Šaltai valcuotas transformatorinis plienas tiekiamas 720-2000 ilgio lakštais ir 240-1000 mm pločio ritiniais.

Kuo plonesnis lakšto storis, tuo mažesni remagnetinimo nuostoliai ir tuo didesni aptarnavimo ypatybes transformatoriai ir įrenginiai. Geriausi šaltai valcuoto transformatorinio plieno savitųjų nuostolių rodikliai yra 0,5-0,6 W/kg, kai jis permagnetinamas 50 Hz dažniu, o maksimali indukcijos vertė yra 10 000 gausų.

Transformatorinio plieno magnetinėms savybėms daugiausia įtakos turi silicio kiekis, kuris padidina elektrinę varžą ir skatina didelių grūdelių augimą kaitinant, o tai padidina plieno magnetinį pralaidumą. Stambių grūdelių susidarymą palengvina ir griežtas kitų pliene esančių priemaišų – anglies, sieros, fosforo, vandenilio, azoto – ribojimas.

Šaltai valcuotas transformatorinis plienas yra tekstūruotas, pasižymi didelėmis magnetinėmis savybėmis valcavimo kryptimi (karštai valcuotas plienas neturi tekstūros). Dvi būdingiausios transformatoriaus tekstūros

Plieno valcavimo kryptis yra briaunota ir kubinė. Esant briaunotajai tekstūrai, kubinės gardelės (CL) įstrižinė plokštuma sutampa su riedėjimo plokštuma, o lengvo įmagnetinimo kryptis α-geležies (100) gardelėse sutampa su riedėjimo kryptimi. Kietojo įmagnetinimo kryptis (111) sudaro 55° kampą su riedėjimo kryptimi.

Gaminant transformatorius atsižvelgiama į tam tikros tekstūros magnetinių savybių anizotropiją, kad magnetinis srautas ir riedėjimo kryptis (mažų nuostolių ir didelio magnetinio pralaidumo kryptis) sutaptų.

Su kubine tekstūra (100) plokštuma sutampa su riedėjimo plokštuma, o kubo kraštai (lengvo įmagnetinimo kryptys) yra riedėjimo kryptimi ir skersai. Taigi kubinės tekstūros plienų magnetinės savybės valcavimo kryptimi ir skersai yra vienodos; šiuos plienus tikslinga naudoti kaip transformatorių ir prietaisų gyslas, kuriose kryptis magnetinis srautas pokyčiai laike. Pradinė transformatorinio plieno šaltojo valcavimo medžiaga yra karšto valcavimo ritės, kurių lakšto storis yra apie 2,5 mm.

Parduotuvėje šaltas valcavimas Pirma, karštai valcuotų ritinių dekarbonizacinis atkaitinimas atliekamas 800°C temperatūroje ~30h be apsauginės atmosferos. Tada atkaitinti ritinėliai nuolat marinuojami sieros (druskos) rūgšties tirpale.

Šaltasis transformatorinio plieno valcavimas 0,5 ir 0,35 mm storiai vyksta dviem etapais (su tarpiniu atkaitinimu), kurių bendras sumažinimas kiekviename etape ~60%. Tada galutinis atkaitinimas aukštoje temperatūroje atliekamas 1150-1180°C temperatūroje, todėl išauga stambūs grūdai. Taip yra dėl to, kad transformatorinis plienas (kietas silicio tirpalas geležyje) neturi a-Fe4 ± Y "Fe- virsmo kaitinant. Kitų elementų smulkios priemaišos, sudarančios šimtąsias ir tūkstantąsias procentų dalis, Taip pat prisideda prie didelių grūdų augimo. Pavyzdžiui, anglies kiekis gatavame lape yra tik 0,004–0,008 % g

Atkaitinus, deformacinė tekstūra virsta kitaip orientuota rekristalizacijos tekstūra.

Taigi, perkristalizavus galutinį atkaitinimą aukštoje temperatūroje, gaunama briaunota arba kubinė tekstūra. Šis atkaitinimas atliekamas apsauginėje atmosferoje, kuri yra azotas arba sausas vandenilis. Pastarasis, jungdamasis su deguonimi, sudaro vandens garus, kurie iš karto išgaruoja ir išgrynina plieną, sugerdami likusią anglį. Be to, sausas vandenilis sukuria tobuliausią kubinę tekstūrą, tačiau jis yra brangus, palyginti su azotu ir sprogus. Dėl šios priežasties azotas (arba azoto ir vandenilio mišinys) dažniausiai naudojamas kaip apsauginė terpė nuo oksidacijos.

Šaltojo valcavimo cechuose transformatorinis plienas gaminamas su elektrą izoliuojančia danga, kuri leidžia pagerinti jo eksploatacines ir antikorozines savybes. Rulonai supjaustomi į reikiamų matmenų lakštus ant skersinių ir išilginių pjovimo agregatų. Transformatorinio plieno šaltasis valcavimas taip pat atliekamas vieno stovo malūnuose, o pastaruoju metu ir 20 valcų staklynuose, kurie suteikia aukštos kokybės gatavą lakštą.

Nurodo magnetinį plieną, kuris naudojamas elektros ir nuolatiniai magnetai, magnetinėms šerdims kintamasis laukas, pavyzdžiui, transformatoriai, elektros matavimo prietaisai ir kt. Magnetinis plienas pagal savo magnetines savybes gali būti skirstomas į kietąjį magnetinį ir minkštąjį magnetinį. Taikomas pastarasis elektrinis plienas, pirkti kas už nedidelę kainą įmanoma PromKomplekt įmonėje.

Plonasluoksnis minkštas magnetinis plienas, naudojamas magnetinėms grandinėms gaminti tokiai elektros įrangai: transformatoriai, generatoriai, droseliai, relės, stabilizatoriai ir kt. Elektros plieno tiekimas jis gaminamas lakštais, kurių populiariausi matmenys yra 750x1500 mm ir 1000x2000 mm, arba plieniniais ritiniais, todėl lengviau pjaustyti medžiagą.

Elektros plieno klasifikacija

Gamybos technologija išskiria:

šaltai valcuotas elektrinis plienas GOST 21427.1-83, GOST 21427.2-83, kurių sudėtyje yra iki 3,3% silicio
karšto valcavimo elektrotechninis plienas turintis iki 4,5 % silicio

pagal gaminio tipą:

elektriniai plieno lakštai
ilgi gaminiai iš elektrotechninio plieno
valcuotas elektrotechninis plienas
juosta išpjauta iš elektrotechninio plieno

Elektrinis plienas gali pakeisti tokį elektromagnetinį savybių kaip elektrinė savitoji varža, magnetinis laidumas ir kiti, priklausomai nuo jame esančio silicio kiekio.

Elektrinis plienas paprastai atkaitinamas 800–850 laipsnių Celsijaus temperatūroje, kad būtų sumažintas mechaninis įtempis. Jei elektrinis plienas pristatomas neatkaitintas, jis turi būti papildomai termiškai apdorotas.

Elektros plieno žymėjimas

Elektros plienas yra pažymėtas skaičiais, kurie nurodo:

pirmasis skaitmuo – klasė pagal riedėjimo tipą
antrasis skaitmuo yra tipas pagal silicio kiekį
trečiasis skaitmuo – pagal pagrindinę normalizuotą charakteristiką
ketvirtas ir penktas skaitmenys – aukščiau nurodytos charakteristikos reikšmė

Be to, yra elektrotechninio plieno markės žymėjimas raidine ir skaitmenine forma: raidė E nurodo plieno rūšį, o po jos esantis skaičius nurodo plieno legiravimo siliciu laipsnį.

Elektros plienas apima techninę geležį - lydinį, kuriame anglies yra ne daugiau kaip 0,02%. Techninė geležis naudojama gaminant šerdis, elektromagnetus, akumuliatorių plokštes ir kt. Geležies magnetinės savybės keičiasi perlydant vakuuminėje aplinkoje, o vidinis įtempis, kaip ir elektromagnetinio plieno atveju, sumažėja atkaitinant.
,

Lakštinis plienas, naudojamas elektros funkcionavimo įrangos (transformatorių, generatorių, relių, elektros variklių ir magnetų) magnetinių laidų gamybai, vadinamas elektriniu plienu. Medžiaga yra magnetiškai minkšta, todėl ji yra optimali naudojimui elektrotechnikoje.

Elektros plieno savybės

Iš būtinus reikalavimus priklauso nuo silicio frakcijos kiekio, kuris padidina elektros varžą. Įvairūs gamybos technologijas elektriniai plienai skirstomi į:

karšto valcavimo - silicio kiekis iki 4,5 proc.;
šaltai valcuotas – silicio kiekis iki 3,3 proc.

Yra sąlyginis padalijimas į:

dinamiškas;
estafetė;
transformatorius.

Elektros prietaisai veikia kintamuose magnetiniuose laukuose, todėl sukeliamos sūkurinės srovės ir greitai įvyksta įmagnetinimo apsisukimas. Šios išlaidos galia sumažina efektyvumą. Pagrindinis reikalavimas tokiai įrangai yra sumažinti šiuos nuostolius tiek pridedant silicio, tiek dėl medžiagos lakštų plonumo.

Elektrinis plienas turi puikų magnetinį pralaidumą. Paprastai jis gaminamas 0,1–0,5 mm storio lakštais, šaltai arba karštai valcuotais. Karštai ir šaltai valcuoto plieno kristalų struktūra labai skiriasi.

Stambios kristalinės medžiagos magnetinis pralaidumas yra didesnis nei smulkiagrūdžių medžiagų. Apdorojimas (tiek mechaninis, tiek terminis), keičiant kristalų dydį, veikia magnetines savybes. Metalo atkaitinimas skatina kristalų dydžio padidėjimą ir mažėjimą vidinis stresas. Tai padidina pralaidumą ir sumažina prievartos jėgą.

Klasifikacija priklausomai nuo žymėjimo

Plieno ženklinimo numerių reikšmė:

Pirmas skaitmuo: nuomos struktūra ir tipas. 1 - izotropinis karšto valcavimo, 2 - izotropinio šalto valcavimo, 3 - anizotropinio šalto valcavimo.
Antrasis skaitmuo: silicio dalis. 0 - iki 0,4 proc., 1 - nuo 0,4 iki 0,8 proc., 2 - nuo 0,8 iki 1,8 proc., 3 - nuo 1,8 iki 2,8 proc., 4 - nuo 2,8 iki 3,8 proc., 5 - nuo 3,8 iki 4,8 proc.
Trečias skaitmuo: pagrindinė charakteristika. Savitieji energijos nuostoliai magnetinės indukcijos metu.
Ketvirtas ir penktas skaitmenys: kiekybinis charakteristikų rodiklis.

Pirmieji trys prekės ženklo pavadinimo skaičiai nurodo elektrinio plieno tipą.

Elektrinis plienas Įvairios rūšys skiriasi kaina ir medžiagos paskirtimi. Jis dažnai gaminamas atkaitinta forma. Kartais reikalingas papildomas terminis apdorojimas 800 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Jei plienas tiekiamas neatkaitintas, reikalingas dalių apdorojimas aukštoje temperatūroje, kad būtų užtikrintas tinkamas kokybės lygis.

Nelegiruotas elektrinis plienas

Ši medžiaga naudojama įvairių elektros prietaisų magnetinėse grandinėse.

Plienas skirstomas pagal tipą:

gaminiai (juosta, lakštas, ritinys);
metalo paviršiaus kokybės charakteristikos.

Mūsų internetinė parduotuvė siūlo įsigyti lengvai ir greitai aukštos kokybės gaminiai asortimente, kad atitiktų įvairius poreikius. Elektros plienas yra paklausus dėl jo optimalaus magnetinio pralaidumo ir mažų energijos nuostolių magnetiniame lauke.