За какво се използва електротехническата стомана?

Металургичната промишленост се занимава с производство на метални детайли и конструкции, една от които е електрическа стомана. Широко се използва за производство на електрически и електронни конструкции и части.

Електрическа стомана

Този термин в металургичната индустрия се нарича силициева електрическа стомана, както и чистото желязо. Електротехническите стомани са материали, от които се произвеждат различни части за нуждите на електрическата и електронната промишленост. Някои свойства на този тип метал осигуряват нормална работа и удължават експлоатационния живот на изработените от него устройства.

Силиконова стомана

Този вид метал е основният магнитен материал, който има масово потребление. Силиконът като част от стоманата се съдържа в различни количества. Зависи от това какво ниво на магнитни свойства е необходимо. Благодарение на силиция съпротивление стоманата се увеличава, а коерцитивната сила намалява, а загубите на хистерезис също намаляват.

Ако силиций съдържа 5% или повече, механичните свойства значително се влошават: крехкостта и твърдостта се увеличават. Такава стомана не е подходяща за щамповане.

Чисто желязо

Сплавите, в които съдържанието на въглерод е 0,02% или по-малко, се наричат ​​чисто желязо. Той технически се отнася за електрическа стомана и е материал, който се нарича магнитно мек. Произвежда ядра, електромагнити, полюсни елементи, пластини за батерии.

Технически чистото желязо е мека стомана, в която съдържанието на въглерод е до 0,05%. Други примеси в него, ако се съдържат, в минимално количество. Такава стомана се получава в резултат на възстановяването на чистите руди. Нейните магнитни свойства зависят от количеството примеси.

За получаване на чисто желязо с ниско съдържание на примеси се използват два метода:

• Електролиза, водеща до производство на електролитно желязо.
• Термично разлагане, чрез което се извършва производството на карбонилно желязо.

Видове стомана

Технологията на производството влияе върху крайния продукт. В зависимост от тази електрическа стомана:

• Студено валцувани със съдържание на силиций 3,3% в него, което е разделено на изотропно и анизотропно.
• Горещо валцовано - изотропно, съдържанието на силиций е 4,5%.

Легиращата добавка може да бъде алуминий, а количеството му в състава на стоманата - 0.5%. Този вид метал понякога се разделя условно, според който стоманата е:

• Динамично (изотропно).
• Трансформатор (анизотропен).
• Реле (изотропно, нелегирано).

Как силицийът влияе върху магнитните свойства на стоманата?

Силиконът в твърдо състояние се разтваря в желязо при температура, достигаща 800 ^o C. Разтворимостта му в този случай е 15%. Сплавите, в които се съдържа силиций до 2,5%, имат площ, която може да се разширява, при условие че съдържанието на въглерод се увеличава.

Сред тях са ел. Стомани 1212, 2011 и др. Силиконът е единственият елемент, който увеличава магнитната пропускливост на стомана и нейната електрическо съпротивление. Това също допринася за намаляване на коерцитивната сила, в резултат на което загубите от обръщане на намагнитването. технология топене на стомана изградени така, че крайният продукт да съдържа по-малко примеси с достатъчно съдържание на силиций.

Въглерод: неговото влияние

Магнитните свойства на стоманата са особено увредени от въглерода. Неговата примесност значително усложнява образуването на текстура. Тези свойства на стоманата са пряко зависими от количеството въглеродни примеси и от вида на съдържанието му в сплавта. Ако въглеродът от цементита се преобразува в графит, има значително подобрение на магнитните свойства на стоманата.

Листова стомана

В електрониката най-много се използва този вид метал. Електрическите стоманени листове са сплав, състояща се от желязо и силиций и съдържанието й може да достигне 4,8%. Стомана с ниско съдържание на вещества, благодарение на което техните свойства се подобряват, се наричат ​​легирани.

За електрическа стомана се използват отворени пещи. За производството на листове се използват блокове от стомана, за състоянието на които зависи от метода на валцуване: студено или горещо. На тази основа електрическата стомана е студено валцувана и горещо валцувана.

В допълнение към легираните стомани, произведени по метода на горещо валцуване, се получават текстурирани с по-високи магнитни свойства от стомана. Това се постига чрез повторно навиване на листата, където те се подлагат на силна компресия. Освен това следва отгряване в атмосфера, напълнена с водород. Използването на тези манипулации почиства стоманата от такива елементи като въглерод и кислород. И двата вида валцоване се използват за производството на текстурирана стомана, но металът, произведен чрез студения метод, е по-ценен.

класификация

Нейната основа е съставена от разлики в стоманата в параметри като предназначение, магнитни свойства, химичен състав. Металът се класифицира по следните показатели:

• В зависимост от метода на валцоване и конструктивното състояние на стоманата се разделя на първи, втори и трети клас.
• Според количествения състав на силиция. Ако съдържа по-малко от 0,4%, то тази стомана не е легирана.
• В зависимост от основните нормализиращи характеристики, стоманата се разделя на групи: от “0” до “7”.
• Цифрите, посочени в класа на стоманата, показват: първият е клас в зависимост от вида на валцуването и конструктивното състояние; второто е количеството силиций; третата е групата от основни характеристики, а четвъртата е типът стомана според серийния му номер.

ГОСТ на електрическа стомана отговаря на стандартите и е обозначен с номера: за листове - 11036, за ленти - 3863.

Стоманени свойства

Електрическата ламарина има следните свойства:

• Съпротивление. Качеството на материала е по-добро, ако този показател е висок. Поради съпротивлението, електрическият ток е блокиран по време на преминаването. За производството на проводници се използва стомана с минималните стойности на този индикатор. Но за тяхната защита, както и за производството на сгради, напротив, важно е електричеството да се държи вътре и загубите по пътя да са минимални. Следователно, стоманата като суровина трябва да отговаря на тези изисквания.
• Ниска принудителна сила. Според параметрите на този параметър се преценява до каква степен магнитното поле вътре в материала е способно на размагнитване. Електрическата стомана за трансформатори и електрически двигатели трябва да бъде добре размагнетизирана, т.е. да има висок капацитет за това. Електромагнитите, напротив, са изработени от стомана с висока коерцитивна сила. Този метал се нарича анизотропна електрическа стомана.

• Съответната ширина на хистерезисната верига. Този индикатор влияе върху способността на елементите, включени в електрическата верига, да се върнат в първоначалното си състояние след изключване на устройството. Когато подаването на електричество към веригата е спряно, в неговите съставни части има напрежение, което се нарича механично. В детайлите на устройството, първоначалното състояние ще бъде възстановено много по-бързо, ако цикъла на хистерезиса е по-малък по ширина.
• Магнитна пропускливост. Ако този индикатор е висок, това означава, че материалът се справя перфектно със своите функции.
• Важен показател, особено в електрониката, е дебелината на листа, която не трябва да надвишава един милиметър.

Прилагане на листова стомана

Промишлеността произвежда листове, които достигат ширина от 240-1000 мм, дължина - 720-2000 мм, дебелина - от 0,1 до 1,0 мм. Освен това се произвеждат тесни ленти с дебелина от 0,15 до 1,0 mm. Свойствата на листовата стомана позволяват използването му в електрониката. Използва се за направата на ядра, магнитни вериги, дросели, ротори и статори за динамо, релета, електродвигатели, стабилизатори, токови трансформатори и много други. В повечето случаи се използва текстурирана стомана, тъй като нейните магнитни характеристики са от по-голямо значение.

Дефекти на стоманата

Защо електрическата стомана има дефекти? Причините за появата им са различни. В процеса на производство на стомана металургичните дефекти могат да се появят поради високото съдържание на силиций в състава на сплавта, в резултат на което се гарантира образуването на газови мехурчета и растежът на блоковете.

Друг дефект се появява, когато коричките се увиват, когато се излива стомана. В резултат се образуват пленници, които значително намаляват качествените характеристики на стоманената повърхност.

Значително намалява качеството на метала като дефект като вътрешни пукнатини, които се наричат ​​"гнездящи кутии". Те се появяват при охлаждане при висока скорост и ниска температура - 120 ^o C.

Електроматериали от стомана

Всеки лист има печат върху него. Означава целта на стоманата.

• Полюсите на електрически машини, работещи от постоянен ток, части на двигателя, чиято мощност достига по-малко от 100 kW, магнитните сърцевини на устройствата са изработени от нискотекстова студено валцувана стомана, клас 2211 или нехутонни горещовалцувани метали, марки 1211-1213. Металът има висока пластичност.
• Роторите и статорите на двигатели с мощност от 100-400 kW са изработени от нетекстилна електрическа стомана с клас на горещо валцоване като 1312 и 1311. Металът е с добра пластичност.
• Роторите и статорите на двигатели с мощност 400-1000 kW, силови трансформатори с ниска мощност, двигатели с увеличена честота, са изработени от нискокачествена студено валцувана стомана от клас 2411 или от нетекстилна горещовалцувана стомана от марки 1412, 1411.

Магнитни ядра

Този тип оборудване е конструкция от плочи или ленти, т.е. трансформаторът се сглобява от отделни елементи. В зависимост от формата на плочите, от които се сглобяват магнитните жила, те се наричат ​​бронирани и пръти. В магнитните вериги на електромагнитната лента се използват свойства, които характеризират студеновалцувания анизотропен метал от този тип. За по-удобно извършване на намотката са произведени магнитни сърцевини в режеща форма.

Ядрото на електрическата стомана

За производството на статорни сърцевини и ротори, които се допълват с електрически машини, работещи от променлив ток, се използва ламарина от втори клас. В него се използва сърцевина от електрическа стомана силови трансформатори. За производството му се използват нелегирани метали от този тип, които имат нормализирани свойства. По химическия си състав тази стомана е различна. Но неговите магнитни свойства, както след изпичане, което се извършва при температура до 950 ^o C и без присъствието на кислород, и след охлаждане в продължение на 10 часа при температура от 600 ^o C, не трябва да бъде по-ниско от разработените стандарти.

Сърцевината на котвата на електрическата стомана, която е оборудвана с машини, работещи от DC, се набира от листа на този метал. И защо? Използването на този материал е препоръчително, тъй като промяната на магнитния поток в ядрото води до появата на вихрови токове. За да се предотврати нагряването на ядрото на котвата, за производството му те използват изолирани плочи, които ще блокират пътя към тока.