Elektrická ocel: výroba a aplikace

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Výroba tohoto typu oceli zaujímá přední místo mezi ostatními magnetickými materiály. Elektroocel je slitina železa s křemíkem, jejíž podíl je od 0,5 % do 5 %. Velkou popularitu výrobků tohoto typu lze vysvětlit vysokými elektromagnetickými a mechanickými vlastnostmi. Taková ocel je vyrobena z široce používaných komponentů, ve kterých není nedostatek. To vysvětluje jeho nízkou cenu.

Vliv křemíku

Tato složka v interakci se železem tvoří hustý roztok s vysokým měrným odporem, jehož hodnota závisí na procentu křemíku ve slitině. Při vystavení čistému železu ztrácí své magnetické vlastnosti.

Když to ale ovlivní technické, má to naopak pozitivní efekt. Zvyšuje se propustnost železa a dochází ke zlepšení stability kovu. Příznivý účinek křemíku (Si) lze vysvětlit následovně. Vlivem tohoto prvku se uhlík přenáší na grafit ze skupenství cementitu, který má méně magnetické vlastnosti. Prvek Si má nežádoucí vliv nasnížení indukce. Jeho vliv se rozšiřuje na tepelnou vodivost a na hustotu železa.

Nečistoty ve složení

Elektrotechnická ocel může ve svém složení obsahovat další složky: síru, uhlík, mangan, fosfor a další. Nejškodlivější z nich je uhlík (C). Může být ve formě cementitu i grafitu. To ovlivňuje slitinu jinak, stejně jako procento uhlíku. Aby se zabránilo nechtěným inkluzím prvku C, ocel nesmí být rychle ochlazována pro další stárnutí a stabilizaci.

Na vlastnosti materiálu mají negativní vliv následující složky: kyslík, síra, mangan. Snižují jeho magnetické vlastnosti. Technické železo ve svém složení nutně obsahuje nečistoty. Zde je třeba je brát v úvahu v souhrnu, ne stejným způsobem jako u čistého železa.

Vlastnosti oceli můžete zlepšit odstraněním nečistot. Ale tato metoda není vždy výhodná ve velkovýrobě. Ale pomocí válcování za studena vytváří plech pro elektroocel ve své struktuře magnetické vlastnosti. To vám umožní dosáhnout nejlepších výsledků. Je však zapotřebí další střelba.

Válcování za studena

O křemíku se dlouho předpokládalo, že zvyšuje křehkost oceli. Výroba probíhala převážně válcováním za tepla. Ziskovost válcování za studena byla nízká.

Teprve poté, co bylo zjištěno, že opracování za studena ve směru materiálu zvyšuje magnetické vlastnosti, byl široce používán. Jiné směry se ukázaly pouze snejhorší strana. Válcování za studena má příznivý vliv na mechanické vlastnosti a také zlepšuje kvalitu povrchu plechu, zvyšuje jeho vlnitost a umožňuje razit.

Výrazné vlastnosti, které elektrotechnická ocel získala pomocí tváření za studena, lze vysvětlit vytvořením krystalografické textury v ní. Liší se v několika stupních. Ty zase závisí na teplotě, při které probíhá válcování, stejně jako na tloušťce požadovaného plechu a na míře jeho zmenšení.

Cena plechu jedné tloušťky za tepla válcované oceli je 2krát nižší než cena za studena válcované oceli.

Tato negativní kvalita je však plně kompenzována nízkými tepelnými ztrátami (jsou méně než asi dvojnásobné), vysokou kvalitou a možností dobrého lisování za studena válcované slitiny. Rozdíl v těchto ocelích je v obsahu křemíku. Jeho výše je od 3,3 % do 4,5 % v tomto pořadí.

GOST

Výrobci vyrábějí pouze dva druhy oceli, které odpovídají GOST.

První pohled - 802-58 "Elektrotechnický list". Druhým je elektrotechnická ocel GOST 9925-61 "Za studena válcovaný pás vyrobený z elektrooceli".

Označení

Označeno písmenem „E“následovaným číslem, jehož číslice mají konkrétní význam:

• První číslice v hodnotě označení znamená stupeň legování oceli křemíkem. Od nízkolegovaných po vysokolegované, respektive v počtech od 1 do 4. Dynamické - to jsou oceli ze skupin E1 a E2. Transformátor – E3 a E4.
• Druhá číslice označení má rozsah od 1 do 8. Ukazuje elektromagnetické vlastnosti materiálu při použití v určitých provozních podmínkách. Podle tohoto označení můžete zjistit, ve kterých oblastech lze použít tu či onu ocel.

Číslo nula za druhým číslem znamená, že ocel je texturovaná. Pokud jsou tam dvě nuly, pak to není dostatečně texturované.

Na konci označení můžete najít následující písmena:

• "A" - velmi nízké specifické ztráty materiálu.
• "P" je materiál s vysokou pevností při válcování a vysokou povrchovou úpravou.

Provozní oblast

Slitina je rozdělena do tří typů podle oblasti použití:

• vhodné pro práci v silných a středních magnetických polích (remagnetizační čistota 50 Hz);
• vhodné pro práci ve středních polích do 400Hz;
• ocel, která funguje ve středním a nízkém magnetickém poli.

Plechy z elektrooceli se vyrábí v těchto velikostech: šířka od 240 do 1000 mm, délka může být od 720 mm do 2000 mm, tloušťka - v rozsahu od 0,1 do 1 mm. Nejvíce se používají oceli s orientovaným zrnem, protože mají vysokou hodnotu elektromagnetických vlastností. Plechy z tohoto materiálu se často používají v elektrotechnice.

Elektrická ocel - vlastnosti

Vlastnosti slitiny:

• Odpor. Kvalita materiálu přímo závisí na tomto ukazateli. Ocel se používá tam, kde je potřeba zadržet elektřinu uvnitř vodiče a dopravit ji na místo určení.
• Donucovací síla. Odpovídá za schopnost vnitřního magnetického pole demagnetizovat. U určitých zařízení je tato vlastnost v různé míře vyžadována. Transformátory a elektromotory využívají díly s vysokou demagnetizační kapacitou. U oceli má tento ukazatel nízkou hodnotu. Ale u elektromagnetů je naopak potřeba vysoká donucovací síla. Pro korekci magnetických vlastností se do slitiny oceli přidává požadované procento křemíku.

• Šířka hysterezní smyčky. Tento indikátor by měl být co nejnižší.
• Magnetická propustnost. Čím vyšší je tento ukazatel, tím lépe materiál „dospívá“ke svým úkolům.
• Tloušťka plechu. Pro výrobu mnoha zařízení a dílů se používají materiály, jejichž tloušťka nepřesahuje jeden milimetr. V případě potřeby se však tento indikátor sníží na hodnotu 0,1 mm.

Aplikace

Prvotřídní plechové materiály lze použít k výrobě různých typů magnetických obvodů pro relé a regulátory.

Elektrotechnická ocel druhého stupně může být použita pro AC a DC startéry, jádra rotoru.

Třetí třída bude vhodná pro výrobu magnetických obvodů provýkonové transformátory a také spouštěče velkých synchronních strojů.

K výrobě rámu pro elektrický stroj je třeba použít ocelový odlitek, ve kterém obsah uhlíku není větší než 1%. Výrobky vyrobené z takového materiálu jsou podrobeny postupnému žíhání. Uhlíková ocel se používá při výrobě součástí strojů, které jsou svařovány.

Hlavní póly pro stejnosměrné stroje jsou vyrobeny z těchto typů materiálů.

Pro ty části stroje, které přenášejí maximální zatížení (pružiny, rotory, hřídele kotvy), se používají slitiny s vysokými mechanickými vlastnostmi. Takový materiál může obsahovat nikl, chrom, molybden a wolfram. Magnetické obvody je možné vyrábět z elektrooceli. Používají se pro nízkofrekvenční transformátory - 50Hz.

Stojnový magnetický obvod

Magnetická jádra se dělí na pancíř a tyč. Každý druh má své vlastní vlastnosti.

Tyč: u takového magnetického obvodu je tyč svislá a má stupňovitou část vepsanou do kruhu. Vinutí magnetického obvodu jsou na nich umístěna ve speciálním válcovém tvaru.

Armored

Výrobky tohoto designu jsou obdélníkového tvaru a jejich tyče mají průřez, jsou umístěny vodorovně. Tento typ magnetického obvodu se používá pouze ve složitých zařízeních a strukturách. Proto se takové návrhy příliš nepoužívají.

Takže jsme přišli na to, co je ocelelektrické a kde se používá.