Do czego służy stal elektrotechniczna?

Przemysł metalurgiczny zajmuje się produkcją części i konstrukcji metalowych, z których jedną jest stal elektryczna. Jest szeroko stosowany do wytwarzania struktur i części elektrycznych i elektronicznych.

Stal elektryczna

Ten termin w przemyśle metalurgicznym nazywa się krzemową stalą elektryczną, a także czystym żelazem. Stale elektrotechniczne to materiały, z których wytwarzane są różne części na potrzeby przemysłu elektrycznego i elektronicznego. Pewne właściwości tego metalu zapewniają normalną pracę i przedłużają żywotność urządzeń z niego wykonanych.

Stal krzemowa

Ten rodzaj metalu jest głównym materiałem magnetycznym, który ma masowe zużycie. Krzem jako część stali zawiera w różnych ilościach. To zależy od tego, jaki poziom właściwości magnetycznych jest wymagany. Dzięki krzemowi rezystywność stal zwiększa się, a siła przymusu maleje, a straty histerezy również maleją.

Jeśli krzem zawiera 5% lub więcej, właściwości mechaniczne znacznie się pogarszają: zwiększają się kruchość i twardość. Takiej stali nie nadaje się do tłoczenia.

Czyste żelazo

Stopy, w których zawartość węgla wynosi 0,02% lub mniej, nazywa się czystym żelazem. Technicznie odnosi się do stali elektrotechnicznej i jest materiałem zwanym magnetycznie miękkim. Produkuje rdzenie, elektromagnesy, elementy biegunów, płyty do akumulatorów.

Technicznie czyste żelazo to stal miękka, w której zawartość węgla wynosi do 0,05%. Pozostałe zanieczyszczenia w nim zawarte, jeśli są zawarte, w minimalnej ilości. Taką stal uzyskuje się w wyniku odbudowy czystych rud. Jego właściwości magnetyczne zależą od ilości zanieczyszczeń.

Aby otrzymać czyste żelazo o niskiej zawartości zanieczyszczeń, stosuje się dwie metody:

• Elektroliza, w wyniku której powstaje żelazo elektrolityczne.
• Rozkład termiczny, przez który przeprowadzana jest produkcja żelaza karbonylowego.

Rodzaje stali

Technologia produkcji wpływa na produkt końcowy. W zależności od tej stali elektrycznej jest:

• Walcowane na zimno o zawartości krzemu 3,3%, podzielone na izotropowe i anizotropowe.
• Walcowane na gorąco - izotropowe, zawartość krzemu wynosi 4,5%.

Dodatkiem stopowym może być aluminium, jego ilość w kompozycji stali - 0,5%. Ten rodzaj metalu jest czasami dzielony warunkowo, zgodnie z którym stal jest:

• Dynamiczny (izotropowy).
• Transformator (anizotropowy).
• Przekaźnik (izotropowy, niestopowy).

W jaki sposób krzem wpływa na właściwości magnetyczne stali?

Krzem w stanie stałym rozpuszcza się w żelazie w temperaturze sięgającej 800 ^o C. Jego rozpuszczalność w tym przypadku wynosi 15%. Stopy, w których krzem jest zawarty w ilości do 2,5% mają obszar, który jest zdolny do rozszerzania się, pod warunkiem, że wzrasta zawartość węgla.

Są to elektryczne gatunki stali 1212, 2011 i inne. Krzem jest jedynym elementem, który zwiększa przepuszczalność magnetyczną stali i jej rezystancja elektryczna. Przyczynia się również do zmniejszenia siły koercyjnej, w wyniku czego straty powstałe w wyniku odwrócenia magnesowania. Technologia hutnictwo stali zbudowany tak, aby gotowy produkt zawierał mniej zanieczyszczeń o wystarczającej zawartości krzemu.

Węgiel: jego wpływ

Magnetyczne właściwości stali są szczególnie szkodliwe przez węgiel. Jego zanieczyszczenie znacznie komplikuje powstawanie tekstury. Te właściwości stali są bezpośrednio zależne od ilości zanieczyszczeń węglowych i rodzaju ich zawartości w stopie. Jeśli węgiel z cementytu zostanie przekształcony w grafit, nastąpi znaczna poprawa właściwości magnetycznych stali.

Blacha stalowa

W elektronice ten typ metalu jest najczęściej używany. Blachy ze stali elektrotechnicznej są stopami składającymi się z żelaza i krzemu, a ich zawartość może osiągnąć 4,8%. Stal o niskiej zawartości substancji, dzięki której ich właściwości ulegają poprawie, nazywa się stopami.

W przypadku stali elektrycznej są stosowane piece z otwartym dnem. Do produkcji arkuszy stosuje się wlewki ze stali, których stan zależy od metody walcowania: zimnej lub gorącej. Na tej podstawie stal elektryczna jest walcowana na zimno i walcowana na gorąco.

Oprócz stali stopowych wytwarzane są również teksturowane, o wyższych właściwościach magnetycznych niż stal, wytwarzane metodą walcowania na gorąco. Osiąga się to poprzez ponowne nawijanie arkuszy, gdzie są one poddawane silnej kompresji. Ponadto następuje wyżarzanie w atmosferze wypełnionej wodorem. Zastosowanie tych manipulacji oczyszcza stal z takich pierwiastków, jak węgiel i tlen. Oba rodzaje walcowania są wykorzystywane do produkcji teksturowanej stali, ale metal produkowany metodą zimną jest bardziej ceniony.

Klasyfikacja

Jego podstawą są różnice w stali w takich parametrach, jak cel, własności magnetyczne, skład chemiczny. Metal jest klasyfikowany według następujących wskaźników:

• W zależności od metody walcowania i stanu strukturalnego stali dzieli się na pierwszą, drugą i trzecią klasę.
• Według ilościowego składu krzemu. Jeśli zawiera mniej niż 0,4%, to ta stal nie jest stopowa.
• W zależności od głównych cech normalizujących stal jest podzielona na grupy: od "0" do "7".
• Liczby wskazane w gatunku stali wskazują: pierwsza to klasa w zależności od rodzaju toczenia i stanu strukturalnego; drugi to ilość krzemu; trzeci to grupa podstawowych cech, czwarty to rodzaj stali zgodnie z jej numerem seryjnym.

GOST stali elektrotechnicznej spełnia normy i jest oznaczony liczbami: dla blach - 11036, dla taśm - 3863.

Właściwości stali

Elektryczne blachy stalowe mają następujące właściwości:

• Oporność. Jakość materiału jest lepsza, jeśli wskaźnik ten jest wysoki. Ze względu na opór prąd elektryczny jest zasłaniany podczas przejścia. Do produkcji przewodów wykorzystano stal o minimalnych wartościach tego wskaźnika. Ale dla ich ekranowania, a także dla produkcji budynków, wręcz przeciwnie, ważne jest, aby elektryczność była przechowywana w środku, a jej straty na drodze były minimalne. Dlatego stal jako surowiec musi spełniać te wymagania.
• Niska siła przymusu. Zgodnie z parametrami tego parametru ocenia się, w jakim stopniu pole magnetyczne wewnątrz materiału jest zdolne do rozmagnesowania. Stal elektryczna do transformatorów i silników elektrycznych musi być dobrze rozmagnesowana, to znaczy mieć do tego dużą pojemność. Natomiast elektromagnesy wykonane są ze stali o dużej sile koercyjnej. Ten metal nazywa się anizotropową stalą elektryczną.

• Odpowiednia szerokość pętli histerezy. Wskaźnik ten wpływa na zdolność elementów biorących udział w działaniu obwodu elektrycznego do powrotu do stanu początkowego po wyłączeniu urządzenia. Kiedy zasilanie elektryczne obwodu zostaje zatrzymane, w jego częściach składowych występuje napięcie, które nazywa się mechanicznym. W szczegółach urządzenia stan początkowy zostanie przywrócony znacznie szybciej, jeśli pętla histerezy ma mniejszą szerokość.
• Przepuszczalność magnetyczna. Jeśli wskaźnik ten jest wysoki, oznacza to, że materiał doskonale radzi sobie z jego funkcjami.
• Istotnym wskaźnikiem, zwłaszcza w elektronice, jest grubość blachy, która nie powinna przekraczać jednego milimetra.

Zastosowanie blachy stalowej

Przemysł produkuje arkusze, które osiągają szerokość 240-1000 mm, długość - 720-2000 mm, grubość - od 0,1 do 1,0 mm. Dodatkowo wytwarzane są wąskie paski o grubości od 0,15 do 1,0 mm. Właściwości blachy stalowej umożliwiają jej stosowanie w elektronice. Służy do wykonywania rdzeni, obwodów magnetycznych, dławików, wirników i stojanów do dynamo, przekaźników, silników elektrycznych, stabilizatorów, przekładników prądowych i wielu innych. W większości przypadków używa się teksturowanej stali, ponieważ jej właściwości magnetyczne mają większe znaczenie.

Wady stali

Dlaczego stal elektryczna ma wady? Przyczyny ich pojawienia się są różne. W procesie produkcji stali mogą pojawić się defekty metalurgiczne ze względu na wysoką zawartość krzemu w składzie stopu, w wyniku czego zagwarantowane jest tworzenie się pęcherzyków gazu i wzrost wlewków.

Kolejna wada pojawia się, gdy skorupy są owijane, gdy nalewana jest stal. W rezultacie powstają więźby, które znacznie zmniejszają cechy jakościowe powierzchni stalowej.

Znacznie obniża jakość metalu, taki defekt jak pęknięcia wewnętrzne, które nazywane są "budkami lęgowymi". Pojawiają się, gdy chłodzenie następuje przy wysokiej prędkości i niskiej temperaturze - 120 ^o C.

Elektryczne gatunki stali

Na każdym arkuszu znajduje się pieczęć. To oznacza cel stali.

• Bieguny maszyn elektrycznych pracujących z prądu stałego, części silnika, których moc osiąga mniej niż 100 kW, rdzenie magnetyczne urządzeń wykonane są z niskostrumieniowej stali walcowanej na zimno, gatunku 2211 lub stali bezwarstwowej walcowanej na gorąco, oznaczenia 1211-1213. Metal ma wysoką ciągliwość.
• Wirniki i stojany silników o mocy 100-400 kW wykonane są z niestrukturalnej stali elektrotechnicznej z walcowania na gorąco, takiej jak 1312 i 1311. Metal ma dobrą ciągliwość.
• Wirniki i stojany silników o mocy 400-1000 kW, transformatory mocy małej mocy, silniki o zwiększonej częstotliwości są wykonane ze stali walcowanej na zimno niskiej jakości z gatunku 2411 lub stali gorącowalcowanej niemodyfikowanej z gatunków 1412, 1411.

Rdzenie magnetyczne

Tego typu urządzenia to konstrukcja płyt lub pasków, to jest transformator złożony z poszczególnych elementów. W zależności od kształtu płyt, z których zbudowane są rdzenie magnetyczne, nazywa się je opancerzonymi i prętami. W taśmie obwody magnetyczne stali elektrotechnicznej wykorzystywane są właściwości charakteryzujące walcowany na zimno metal anizotropowy tego typu. Aby wygodniej wykonywać uzwojone, wyprodukowane rdzenie magnetyczne w formie ciętej.

Rdzeń stali elektrotechnicznej

Do produkcji rdzeni stojana i wirników, które są uzupełnione maszynami elektrycznymi działającymi z prądu przemiennego, stosuje się blachę stalową drugiej klasy. Wykorzystano rdzeń ze stali elektrotechnicznej transformatory mocy. Do jego produkcji z użyciem niestopowego metalu tego typu, posiadającego znormalizowane właściwości. Ze względu na swój skład chemiczny ta stal jest inna. Ale jej właściwości magnetyczne, zarówno po wypaleniu, które są przeprowadzane w temperaturze do 950 ^o C i bez obecności tlenu, i po schłodzeniu przez 10 godzin w temperaturze 600 ^o C, nie powinny być niższe niż opracowane normy.

Rdzeń kotwy ze stali elektrycznej, która jest wyposażona w maszyny działające z prądu stałego, jest rekrutowany z arkuszy tego konkretnego metalu. Dlaczego? Zastosowanie tego materiału jest wskazane, ponieważ zmiana strumienia magnetycznego w rdzeniu pociąga za sobą występowanie prądów wirowych. Aby nie dopuścić do podgrzania rdzenia twornika, do jego produkcji użyj izolowanych płyt, które będą blokować drogę do prądu.