Oțel electric laminat la rece. Oțel electric sau fier de transformare: clase, descriere

Oțelurile electrice sunt destinate fabricării miezuri de transformatoare, bobine, statoare și rotoare dinamuri, diverse părți ale dispozitivelor și dispozitivelor electromagnetice. Aceste produse funcționează în variabile campuri magnetice, deci în ele sunt induși curenți turbionari. În plus, ele sunt supuse unei inversări rapide a magnetizării. Pierderile de putere pentru excitarea curenților turbionari și pentru inversarea magnetizării reduc eficiența. mașini și, prin urmare, ar trebui reduse la minimum. Una dintre principalele cerințe pentru proprietățile oțelului electric este valoarea minimă a sumei acestor pierderi, raportată la o unitate de masă a oțelului electric. Aceste pierderi sunt măsurate în W/kg și se numesc pierderi specifice sau în wați.

Valoarea pierderilor în wați este determinată atât de calitatea oțelului electric, cât și de proiectarea și tehnologia de fabricație a produselor din acesta. De exemplu, puterea curenților turbionari în miezurile transformatoarelor și, în consecință, pierderile de putere sunt determinate de rezistența electrică a materialului și a zonei secțiune transversală foi din care este asamblat miezul și cu cât rezistența electrică este mai mare și cu cât grosimea foilor este mai mică, cu atât pierderea în wați este mai mică. Pierderile de inversare de magnetizare sunt determinate de lățimea buclei de histerezis: cu cât bucla de histerezis este mai îngustă și forța de coerciție mai mică, cu atât pierderea de putere specifică pierdută la inversarea magnetizării este mai mică. Lățimea buclei de histerezis și forța coercitivă depind de compoziția oțelului electric.

O serie de alte cerințe sunt, de asemenea, impuse oțelurilor electrice, care decurg din caracteristicile duratei de viață a produselor. Dacă, de exemplu, oțelul pentru fabricarea miezurilor magnetice ale transformatoarelor trebuie să aibă proprietăți electrice ridicate într-o singură direcție, ceea ce înseamnă că pentru acest metal este permisă o anizotropie mare a proprietăților magnetice, apoi pentru fabricarea miezurilor dinamurilor și a altor dispozitive cu flux magnetic ramificat, este necesar ca anizotropia proprietăților să fie minimă.

Unul dintre proprietăți importante otelurile electrice se afla in lor predispus la îmbătrânire, ceea ce duce la o schimbare vizibilă a proprietăților și degradează funcționarea dispozitivelor.

Majoritatea produselor din oțeluri de transformare sunt realizate prin ștanțare dintr-o tablă. Prin urmare, toate oțelurile pentru transformatoare sunt supuse unor cerințe ridicate în ceea ce privește plasticitatea la rulare și ștanțare.

Complexul de proprietăți necesare ale oțelurilor electrice depinde de compoziție chimică metal și anumiți parametri fizici și cristalografici ai foii, furnizați ca urmare a unor mecanisme mecanice și complexe. tratament termic la redistribuire, un lingou într-o foaie.

Tabla electrică este produsă prin laminare la cald și la rece. În prezent, sunt produse doar 30 de grade de oțel laminat la cald și 39 de grade de oțel de transformare laminat la rece. Laminarea la rece a metalului electric este de preferat, deoarece vă permite să obțineți o foaie texturată (textura este orientarea predominantă a cristalelor într-un agregat policristalin, în acest caz într-o foaie). Într-o astfel de foaie, pierderea în wați și forța coercitivă sunt mai mici decât într-o foaie netexturată.

Proprietățile electromagnetice ridicate, pierderile reduse în wați și inducția magnetică ridicată sunt asigurate de o textura perfectă cu nervuri (110) sau cubică (100). Într-o foaie cu nervuri, pierderea de wați de-a lungul direcției de rulare este de două ori mai mică decât în foile laminate la cald. Dar textura marginii este caracterizată printr-o anizotropie pronunțată a proprietăților electromagnetice: în direcția transversală, pierderea specifică este de aproape 4 ori, iar forța coercitivă este de 3 ori mai mare decât în direcția de rulare.

Oțelul cu textură cubică se distinge prin proprietăți electrice și mai mari atât în direcția longitudinală, cât și în special în direcția transversală față de laminare. Prin urmare, în prezent, producția de tablă laminată la rece cu o textură este în curs de extindere și producția de tablă cu o textură cubică este în curs de stăpânire, iar producția de tablă laminată la cald este redusă treptat și va fi complet oprit în următorii ani.

Structura nervură perfectă a oțelului de transformare este formată prin laminare dublă la rece cu recoacere intermediară și finală.. Pentru formarea sa în procesul de recristalizare secundară este necesară prezența incluziunilor dispersate. Rolul lor se manifestă prin faptul că, în timpul recristalizării secundare, ele împiedică creșterea normală a boabelor structurii inițiale, în urma căreia boabele individuale cu o orientare formată în timpul recristalizării primare primesc o creștere preferențială.

Pentru a obține proprietăți înalte ale oțelului de transformator este necesar ca impuritatile care formeaza incluziuni sa fie indepartate dupa ce se obtine o structura perfecta a nervurilor. Acest lucru are loc în etapa finală a tratamentului termic prin dizolvarea incluziunilor, difuzarea impurităților la suprafață și îndepărtarea lor în faza gazoasă.

Două tipuri de incluziuni contribuie la textura nervură: sulfuri de mangan și nitruri de aluminiu sau siliciu. În consecință, sunt utilizate două opțiuni pentru tehnologia de producție a oțelului pentru transformatoare - sulf și azot.. La utilizarea variantei cu sulf, metalul ar trebui să conțină aproximativ 0,1% Mn și aproximativ 0,02% S. Chiar și în URSS, varianta cu azot a tehnologiei de producere a oțelului electric în cuptoare cu arc a devenit larg răspândită.

Proprietățile electrice ale tablei sunt în mare măsură determinate de mărimea granulelor, cu o creştere în care pierderile specifice scad. Acest lucru se explică prin rețeaua cristalină distorsionată a granițelor, care sunt, prin urmare, un obstacol în calea trecerii unui câmp magnetic. Creșterea granulelor reduce lungimea limitelor și astfel îmbunătățește proprietățile foii.

Deoarece proprietățile oțelului de transformator sunt determinate nu numai de compoziția chimică a metalului, ci și de parametrii fizici și cristalografici ai tablei, care, la rândul lor, depind de compoziția metalului și de metoda de producție a tablei, marcarea standard de tablă de oțel electric reflectă scopul său, compoziția chimică, tehnologia de fabricare a tablei și proprietățile sale magnetice. De exemplu, în marcarea E43A, E3200, E330A, numerele și literele sunt descifrate după cum urmează:

E - oțel electric;
prima cifră este conținutul de siliciu, %;
a doua cifră - proprietăți magnetice garantate ale oțelului (1 - cu normal, 2 - cu redus, 3 - cu pierderi mici de wați);
00 - oțel laminat la rece cu textura scăzută,
0 - texturat laminat la rece;
A - oțel de înaltă calitate, cu pierderi deosebit de mici.

Siliciul este singurul element introdus în oțelul transformatorului pentru a îmbunătăți proprietățile electrice ale fierului, prin urmare conținutul acestuia se reflectă în marcaj. Prezența siliciului crește permeabilitatea magnetică și rezistența electrică a oțelului, scade forța coercitivă, reducând astfel pierderile atât pentru inversarea magnetizării, cât și pentru curenții turbionari.. Toate celelalte elemente, cu excepția fosforului, afectează negativ proprietățile electrice ale fierului. Prin urmare, tehnologia de topire și prelucrare a oțelurilor electrice este construită în așa fel încât tabla finită cu o cantitate semnificativă de siliciu să conțină cât mai puține alte impurități.

În acest sens, pentru fabricarea produselor care trebuie să aibă o saturație magnetică ridicată se folosesc oțeluri de transformare care conțin o cantitate redusă de siliciu. Prin urmare, în așa-numitele oțeluri dinam, conținutul de siliciu este de 2-3%. În oțelurile pentru transformatoare, care ar trebui să aibă pierderi minime în timpul inversării magnetizării, conținutul de siliciu este de 3-4,5%.

Pe lângă siliciu aditivii de fosfor contribuie la creșterea mărimii granulelor și la îmbunătățirea proprietăților electrice ale oțelului. Cu toate acestea, deoarece fosforul crește simultan fragilitatea oțelului, acesta poate fi utilizat numai în cantități mici (până la 0,2%) pentru aliarea oțelurilor dinamice mai ductile.

Conținutul ridicat de siliciu determină apariția unui număr de defecte metalurgice specifice în aceste oțeluri. Cele mai frecvente defecte ale oțelurilor electrice sunt bulele de gaz și creșterea lingourilor.. A fost stabilită dependența gradului de deteriorare a lingourilor de conținutul de hidrogen: lingourile sunt dense, cu contracție profundă, cu un conținut de hidrogen mai mic de 4 ml la 100 g de metal și cu un conținut de hidrogen de 8 ml la 100 g de metal. metal, toate lingourile nu se micșorează. Aceste concentrații nu depășesc nivelul obișnuit pentru oțelurile aliate structurale, cu bile și inoxidabile, dar defectul apare doar pe oțelurile electrice.

Acest lucru se explică prin scădere în prezența siliciului, solubilitatea hidrogenului, care în procesul de cristalizare determină segregarea sa puternică și formarea de bule.. Prin urmare, în topirea oțelurilor electrice, o atenție deosebită trebuie acordată măsurilor pentru reducerea continutului de hidrogen, prezența azotului în metal are, de asemenea, un anumit efect asupra creșterii lingourilor. Din această cauză, conținutul său în metal nu trebuie să depășească 0,006-0,010%. Temperatura influențează puternic deteriorarea metalului de către bule: cu cât este mai mare, cu atât se dizolvă mai multe gaze în metal și, în plus, cristalizarea încetinește mai mult, determinând o segregare crescută și o creștere a deteriorarii lingourilor de către bule. Prin urmare, temperatura metalului în timpul turnării nu trebuie să depășească 1590 ° C.

Alte defecte ale otelurilor electrice sunt inversiuni ale crustei în timpul turnării, determinând formarea captivității și reducerea calității suprafeței metalice, precum și formarea de fisuri interne în lingouri - „casă de păsări” care apar la o viteză mare de răcire la temperaturi sub 120 ° C.

Caracteristici ale producției de oțel de transformator laminat la rece

Tablă de oțel pentru transformator (electrotehnic). merge la fabricarea de transformatoare, mașini și dispozitive electrice. Acest oțel are pierderi reduse de remagnetizare, inducție magnetică ridicată și forță coercitivă scăzută. Grosimea tablei de oțel laminate electrice la cald și la rece este de 1,0-0,1 mm. Cel mai bun oțel de transformare este laminat la rece.

Conținutul maxim de siliciu din oțelul pentru transformator laminat la rece nu depășește de obicei 3,5%, deoarece la o concentrație mai mare, ductilitatea este redusă semnificativ și rigiditatea oțelului crește. Oțelul este laminat în principal cu o grosime de 0,5, 0,35 și 0,2 mm în role. Oțelul de transformator laminat la rece este furnizat în foi cu lungimea de 720-2000 și role cu lățimea de 240-1000 mm.

Cu cât grosimea foii este mai subțire, cu atât pierderile de remagnetizare sunt mai mici și cu atât mai mari calitati de serviciu transformatoare și dispozitive. Cei mai buni indicatori ai pierderilor specifice ale oțelului de transformator laminat la rece sunt 0,5-0,6 W/kg atunci când acesta este remagnetizat la o frecvență de 50 Hz și valoarea maximă a inducției este de 10.000 gauss.

Proprietățile magnetice ale oțelului pentru transformatoare sunt influențate în principal de conținutul de siliciu, care crește rezistența electrică și favorizează creșterea granulelor mari atunci când este încălzit, ceea ce crește permeabilitatea magnetică a oțelului. Formarea boabelor mari este facilitată și de limitarea strictă a altor impurități din oțel - carbon, sulf, fosfor, hidrogen, azot.

Oțelul de transformare laminat la rece este texturat, are proprietăți magnetice ridicate în direcția de laminare (oțelul laminat la cald nu are textură). Cele mai caracteristice două texturi ale transformatorului

Direcția de laminare a oțelului este nervură și cubică. În cazul unei texturi cu nervuri, planul diagonal al rețelei cubice (CL) coincide cu planul de rulare, iar direcția de magnetizare ușoară în rețelele α-fier (100) coincide cu direcția de rulare. Direcția de magnetizare dură (111) formează un unghi de 55° cu direcția de rulare.

Anizotropia proprietăților magnetice cu o anumită textură este luată în considerare la fabricarea transformatoarelor astfel încât fluxul magnetic și direcția de laminare (direcția pierderilor mici și permeabilitatea magnetică ridicată) să coincidă.

Cu o textură cubică, planul (100) coincide cu planul de rulare, iar marginile cubului (direcții de magnetizare ușoară) sunt situate în direcția de rulare și peste el. Astfel, proprietățile magnetice ale oțelurilor cu textură cubică sunt aceleași în direcția de rulare și peste el; este oportun să se utilizeze aceste oţeluri ca miezuri de transformatoare şi dispozitive în care direcţia flux magnetic schimbari in timp. Materialul de pornire pentru laminarea la rece a oțelului de transformare este bobinele laminate la cald cu o grosime a tablei de aproximativ 2,5 mm.

In magazin laminare la receÎn primul rând, recoacerea prin decarburare a bobinelor laminate la cald este efectuată la o temperatură de 800 ° C timp de ~ 30 de ore fără atmosferă protectoare. Apoi rolele recoapte sunt murate continuu într-o soluție de acid sulfuric (clorhidric).

Laminare la rece a oțelului de transformare grosimi de 0,5 si 0,35 mm apare in doua etape (cu recoacere intermediara) cu o reducere totala pentru fiecare, treapta ~60%. Apoi recoacerea finală la temperatură înaltă se efectuează la o temperatură de 1150-1180°C, ducând la creșterea boabelor grosiere. Acest lucru se datorează faptului că oțelul de transformare (o soluție solidă de siliciu în a-fier) nu are transformarea a-Fe4 ± Y „Fe- atunci când este încălzit. Mici impurități ale altor elemente, constituind sutimi și miimi de procent, contribuie, de asemenea, la creșterea boabelor mari.De exemplu, conținutul de carbon din foaia finită este de numai 0,004-0,008% g

La recoacere, textura de deformare se transforma intr-o textura de recristalizare orientata intr-un mod diferit.

Astfel, se obține o textură nervură sau cubică ca rezultat al recristalizării în timpul recoacerii finale la temperatură înaltă. Această recoacere se realizează într-o atmosferă protectoare, care este azot sau hidrogen uscat. Acesta din urmă, combinându-se cu oxigenul, formează vapori de apă, care se evaporă imediat și rafinează oțelul, absorbind carbonul rămas. În plus, hidrogenul uscat produce cea mai perfectă textură cubică, dar este scump în comparație cu azotul și explozivul. Din acest motiv, azotul (sau un amestec de azot și hidrogen) este cel mai adesea folosit ca mediu de protecție împotriva oxidării.

În atelierele de laminare la rece, oțelul de transformare este produs cu un strat izolator electric, care îi îmbunătățește performanța și proprietățile anticorozive. Rolele sunt tăiate în foi de dimensiunile cerute pe unități de tăiere transversale și longitudinale. Laminarea la rece a oțelului de transformare se efectuează și la morile cu un singur suport, iar mai recent la morile cu 20 de role, care asigură o tablă finisată de înaltă calitate.

Se referă la oțelurile magnetice, care sunt utilizate pentru fabricarea de materiale electrice și magneți permanenți, pentru miezuri magnetice câmp variabil, de exemplu, transformatoare, instrumente electrice de măsură etc. Oțelul magnetic poate fi clasificat în funcție de proprietățile sale magnetice în magnetic dur și magnetic moale. Acesta din urmă se aplică otel electric, cumpara care la un cost redus este posibil în compania PromKomplekt.

Oțel magnetic moale din tablă subțire, care este utilizat pentru fabricarea circuitelor magnetice pentru următoarele echipamente electrice: transformatoare, generatoare, bobine, relee, stabilizatoare etc. Furnizare de oțel electric se produce in foi, cele mai populare dimensiuni dintre care sunt 750x1500 mm si 1000x2000 mm, sau in bobine de otel, ceea ce faciliteaza taierea materialului.

Clasificarea oțelului electric

tehnologia de producție distinge:

oteluri electrice laminate la rece GOST 21427.1-83, GOST 21427.2-83 care conțin până la 3,3% siliciu
oteluri electrice laminate la cald conţinând până la 4,5% siliciu

dupa tipul de produs:

table electrice de otel
produse lungi din oțel electric
oțel electric laminat
bandă tăiată din oțel electric

Oțelul electric poate schimba astfel de electromagnetice proprietăți ca rezistivitate electrică, permeabilitate magnetică și altele, în funcție de cantitatea de siliciu conținută în acesta.

Oțelul electric este de obicei recoapt la 800-850 de grade Celsius pentru a reduce stresul mecanic. În cazul livrării oțelului electric în stare necoaptă, acesta trebuie supus unui tratament termic suplimentar.

Marcaj electric din oțel

Oțelul electric este marcat cu numere care indică următoarele:

prima cifră - clasa după tipul de rulare
a doua cifră este tipul în funcție de conținutul de siliciu
a treia cifră - conform caracteristicii principale normalizate
a patra și a cincea cifră - valoarea caracteristicii de mai sus

În plus, există o desemnare a clasei de oțel electric în formă alfanumerică: litera E indică tipul de oțel, numărul care urmează indică gradul de aliare a oțelului cu siliciu.

Oțelurile electrice includ fier tehnic - un aliaj cu carbon nu mai mult de 0,02%. Fierul tehnic este folosit la fabricarea miezurilor, electromagneților, plăcilor bateriei etc. Proprietățile magnetice ale fierului se modifică în timpul topirii într-un mediu de vid, iar solicitarea internă, ca și în cazul oțelului electromagnetic, este redusă prin recoacere.
,

Tablă de oțel folosită pentru producerea firelor magnetice pentru echipamentele electrice de funcționare (transformatoare, generatoare, relee, motoare electrice și magneți) se numește oțel electric. Materialul este moale din punct de vedere magnetic, ceea ce îl face optim pentru utilizare în inginerie electrică.

Proprietăți deținute de oțel electric

Din cerințele necesare depinde de conținutul fracției de siliciu, care crește rezistivitatea electricității. Variat tehnologii de productie otelurile electrice se impart in:

laminat la cald - conținut de siliciu de până la 4,5 la sută;
laminat la rece - conținut de siliciu de până la 3,3 la sută.

Există o împărțire condiționată în:

dinamic;
releu;
transformator.

Aparatele electrice funcționează în câmpuri magnetice alternative, motiv pentru care sunt induși curenți turbionari și inversarea magnetizării are loc rapid. Cheltuiala asta puterea reduce eficiența. Principala cerință pentru astfel de echipamente este reducerea la minimum a acestor pierderi, atât prin adăugarea de siliciu, cât și prin subțirea foilor de material.

Oțelul electric are o permeabilitate magnetică excelentă. Se produce de obicei în foi cu o grosime de 0,1 până la 0,5 mm, fie laminate la rece, fie la cald. Există diferențe semnificative în structura cristalină a oțelului laminat la cald și a oțelului laminat la rece.

Materialul cristalin grosier are o permeabilitate magnetică mai mare decât materialul cu granulație fină. Prelucrarea (atât mecanică, cât și termică), prin modificarea dimensiunii cristalelor, afectează proprietățile magnetice. Recoacerea metalului favorizează o creștere a dimensiunii cristalelor și o scădere a stres intern. Aceasta crește permeabilitatea și reduce forța de constrângere.

Clasificare in functie de marcaj

Semnificația numerelor de marcare din oțel:

Prima cifră: structura și tipul de închiriere. 1 - laminat la cald izotrop, 2 - laminat la rece izotrop, 3 - laminat la rece anizotrop.
A doua cifră: proporția de siliciu. 0 - până la 0,4 la sută, 1 - de la 0,4 la 0,8 la sută, 2 - de la 0,8 la 1,8 la sută, 3 - de la 1,8 la 2,8 la sută, 4 - de la 2,8 la 3,8 la sută, 5 - de la 3,8 la 4,8 la sută.
A treia cifră: caracteristica principală. Pierderi specifice de energie în timpul inducției magnetice.
A patra și a cincea cifră: indicator cantitativ al caracteristicilor.

Primele trei numere ale denumirii mărcii indică tipul de oțel electric.

Oțel electric diferite feluri diferă în ceea ce privește prețul și scopul materialului. Este adesea produs sub formă recoaptă. Uneori este necesar un tratament termic suplimentar la 800 de grade Celsius. Dacă oțelurile sunt furnizate necoapte, este necesară tratarea la temperatură înaltă a pieselor pentru nivelul de calitate corespunzător.

Oțel electric nealiat

Acest material este utilizat în circuitele magnetice ale diferitelor dispozitive electrice.

Oțelul este clasificat după tip:

produse (bandă, foaie, rolă);
caracteristicile de calitate ale suprafeței metalice.

Magazinul nostru online vă oferă să cumpărați ușor și rapid produse de înaltă calitateîntr-o gamă pentru a satisface o gamă largă de nevoi. Oțelul electric este solicitat datorită permeabilității sale magnetice optime și pierderii reduse de energie într-un câmp magnetic.