A cosa serve l'acciaio elettrotecnico?

L'industria metallurgica è impegnata nella produzione di parti e strutture in metallo, una delle quali è l'acciaio elettrico. È ampiamente usato per la fabbricazione di strutture e parti elettriche ed elettroniche.

Acciaio elettrico

Questo termine nell'industria metallurgica è chiamato acciaio elettrico al silicio, così come il ferro puro. Gli acciai elettrotecnici sono materiali dai quali vengono fabbricate varie parti per le esigenze delle industrie elettriche ed elettroniche. Alcune proprietà di questo tipo di metallo assicurano il normale funzionamento e prolungano la durata dei dispositivi realizzati.

Acciaio al silicio

Questo tipo di metallo è il principale materiale magnetico che ha un consumo di massa. Il silicio come parte dell'acciaio contiene in varie quantità. Dipende dal livello di proprietà magnetiche richiesto. Grazie al silicio resistività l'acciaio aumenta e la forza coercitiva diminuisce e anche le perdite di isteresi diminuiscono.

Se il silicio contiene il 5% o più, le proprietà meccaniche si deteriorano in modo significativo: aumentano la fragilità e la durezza. Tale acciaio non è adatto per lo stampaggio.

Ferro puro

Le leghe in cui il contenuto di carbonio è 0,02% o meno sono chiamate ferro puro. Si riferisce tecnicamente all'acciaio elettrico ed è un materiale chiamato magneticamente morbido. Produce nuclei, elettromagneti, pezzi polari, piastre per batterie.

Il ferro tecnicamente puro è l'acciaio dolce, in cui il contenuto di carbonio è fino allo 0,05%. Altre impurità in esso contenute, se contenute, in quantità minima. Tale acciaio è ottenuto come risultato del restauro di minerali puri. Le sue proprietà magnetiche dipendono dalla quantità di impurità.

Per ottenere ferro puro con un basso contenuto di impurità, vengono utilizzati due metodi:

• Elettrolisi, con conseguente produzione di ferro elettrolitico.
• Decomposizione termica, attraverso la quale viene effettuata la produzione di ferro carbonile.

Tipi di acciaio

La tecnologia di produzione influisce sul prodotto finale. A seconda di questo acciaio elettrico è:

• Laminato a freddo con un contenuto di silicio del 3,3% in esso, che è diviso in isotropico e anisotropico.
• Laminato a caldo - isotropico, il contenuto di silicio è del 4,5%.

L'additivo legante può essere l'alluminio, la sua quantità nella composizione dell'acciaio - 0,5%. Questo tipo di metallo è a volte diviso in modo condizionale, in base al quale l'acciaio è:

• Dinamico (isotropico).
• Trasformatore (anisotropico).
• Relè (isotropico, non legato).

In che modo il silicio influisce sulle proprietà magnetiche dell'acciaio?

Il silicio allo stato solido viene sciolto in ferro a una temperatura che raggiunge gli 800 ^o C. La sua solubilità in questo caso è del 15%. Le leghe in cui il silicio è contenuto fino al 2,5% hanno un'area che è in grado di espandersi, a condizione che il contenuto di carbonio aumenti.

Questi includono gradi di acciaio elettrico 1212, 2011 e altri. Il silicio è l'unico elemento che aumenta la permeabilità magnetica dell'acciaio e dei suoi resistenza elettrica. Contribuisce anche a una diminuzione della forza coercitiva, a seguito della quale le perdite dovute all'inversione della magnetizzazione. tecnologia fusione di acciaio costruito in modo che il prodotto finito contenga meno impurità con sufficiente contenuto di silicio.

Carbonio: la sua influenza

Le proprietà magnetiche dell'acciaio sono particolarmente danneggiate dal carbonio. La sua impurità complica in modo significativo la formazione della trama. Queste proprietà dell'acciaio dipendono direttamente dalla quantità di impurità di carbonio e dal tipo di contenuto della lega. Se il carbonio da cementite viene convertito in grafite, c'è un significativo miglioramento delle proprietà magnetiche dell'acciaio.

Lamiera d'acciaio

Nell'elettronica, questo tipo di metallo è maggiormente utilizzato. Le lamiere di acciaio elettriche sono una lega costituita da ferro e silicio e il suo contenuto può raggiungere il 4,8%. L'acciaio a basso contenuto di sostanze, grazie al quale le sue proprietà sono migliorate, viene chiamato legato.

Per l'acciaio elettrico sono usati forni open-hearth. Per la produzione di lastre si utilizzano lingotti d'acciaio, il cui stato dipende dal metodo di laminazione: freddo o caldo. Su questa base, l'acciaio elettrico è laminato a freddo e laminato a caldo.

Oltre agli acciai legati, vengono prodotti testurizzati, con proprietà magnetiche superiori rispetto all'acciaio, prodotti con il metodo della laminazione a caldo. Ciò si ottiene rimodellando i fogli, dove sono sottoposti a una forte compressione. Inoltre, segue la ricottura in un'atmosfera piena di idrogeno. L'uso di queste manipolazioni pulisce l'acciaio da elementi come il carbonio e l'ossigeno. Entrambi i tipi di laminazione sono utilizzati per la produzione di acciaio strutturato, ma il metallo prodotto dal metodo a freddo è più apprezzato.

classificazione

La sua base è costituita da differenze nell'acciaio in parametri quali scopo, proprietà magnetiche, composizione chimica. Il metallo è classificato secondo i seguenti indicatori:

• A seconda del metodo di laminazione e dello stato strutturale dell'acciaio è diviso in prima, seconda e terza classe.
• Secondo la composizione quantitativa del silicio. Se contiene meno dello 0,4%, allora questo acciaio non è legato.
• A seconda delle principali caratteristiche di normalizzazione, l'acciaio è diviso in gruppi: da "0" a "7".
• I numeri indicati in acciaio indicano: il primo è una classe in base al tipo di laminazione e allo stato strutturale; il secondo è la quantità di silicio; il terzo è il gruppo di caratteristiche di base, il quarto è il tipo di acciaio in base al suo numero di serie.

GOST di acciaio elettrico è conforme agli standard ed è denotato da numeri: per fogli - 11036, per nastri - 3863.

Proprietà dell'acciaio

La lamiera elettrica ha le seguenti proprietà:

• Resistività. La qualità del materiale è migliore se questo indicatore è alto. A causa della resistenza, la corrente elettrica è ostruita durante il passaggio. Per la produzione di conduttori utilizzati in acciaio con i valori minimi di questo indicatore. Ma per la loro schermatura, così come per la fabbricazione di edifici, al contrario, è importante che l'elettricità fosse mantenuta all'interno e che le perdite lungo il percorso fossero minime. Pertanto, l'acciaio come materia prima deve soddisfare tali requisiti.
• Bassa forza coercitiva. In base ai parametri di questo parametro, viene valutato quanto il campo magnetico all'interno del materiale sia in grado di smagnetizzare. L'acciaio elettrico per trasformatori e motori elettrici deve essere ben smagnetizzato, cioè avere un'alta capacità per questo. Gli elettromagneti, al contrario, sono realizzati in acciaio ad alta forza coercitiva. Questo metallo è chiamato acciaio elettrico anisotropico.

• La larghezza corrispondente del ciclo di isteresi. Questo indicatore influenza la capacità degli elementi coinvolti nel funzionamento di un circuito elettrico di tornare al suo stato iniziale nuovamente dopo lo spegnimento del dispositivo. Quando la fornitura di energia elettrica al circuito viene interrotta, c'è una tensione nelle sue parti componenti, che è chiamata meccanica. Nei dettagli del dispositivo, lo stato iniziale verrà ripristinato molto più rapidamente se il ciclo di isteresi è più piccolo in larghezza.
• Permeabilità magnetica. Se questo indicatore è alto, significa che il materiale affronta perfettamente le sue funzioni.
• Un indicatore significativo, specialmente in elettronica, è lo spessore del foglio, che non deve superare un millimetro.

Applicazione in lamiera d'acciaio

L'industria produce fogli che raggiungono una larghezza di 240-1000 mm, lunghezza - 720-2000 mm, spessore - da 0,1 a 1,0 mm. Inoltre, vengono prodotte strisce strette da 0,15 a 1,0 mm di spessore. Le proprietà della lamiera d'acciaio gli consentono di essere utilizzato in elettronica. Viene utilizzato per realizzare nuclei, circuiti magnetici, induttanze, rotori e statori per dinamo, relè, motori elettrici, stabilizzatori, trasformatori di corrente e molto altro. Nella maggior parte dei casi, viene utilizzato acciaio strutturato, poiché le sue caratteristiche magnetiche sono di maggiore importanza.

Difetti di acciaio

Perché l'acciaio elettrico ha dei difetti? Le ragioni del loro aspetto sono varie. Nel processo di produzione dell'acciaio, i difetti metallurgici possono apparire a causa dell'alto contenuto di silicio nella composizione della lega, a causa della quale sono garantite la formazione di bolle di gas e la crescita dei lingotti.

Un altro difetto appare quando le croste vengono avvolte quando l'acciaio viene versato. Di conseguenza, si formano i prigionieri, che riducono significativamente le caratteristiche qualitative della superficie dell'acciaio.

Riduce significativamente la qualità del metallo come un difetto come crepe interne, che sono chiamate "cassette di nidificazione". Appaiono se il raffreddamento avviene ad alta velocità e bassa temperatura - 120 ^o C.

Gradi di acciaio elettrico

Ogni foglio ha un timbro su di esso. Denota lo scopo dell'acciaio.

• I poli delle macchine elettriche che operano da CC, le parti del motore, la cui potenza raggiunge meno di 100 kW, i nuclei magnetici dei dispositivi sono realizzati in acciaio laminato a freddo a basso testo, grado 2211 o metallo laminato a caldo non testurizzato, marchi 1211-1213. Il metallo ha un'alta duttilità.
• I rotori e gli statori di motori con una potenza di 100-400 kW sono realizzati in acciaio elettrico non strutturato con qualità di laminazione a caldo, come 1312 e 1311. Il metallo ha una buona duttilità.
• I rotori e gli statori di motori con una potenza di 400-1000 kW, trasformatori di potenza a bassa potenza, motori la cui frequenza è aumentata, sono realizzati in acciaio laminato a freddo di grado 2411 o acciaio laminato a caldo non strutturato di grado 1412, 1411.

Nuclei magnetici

Questo tipo di apparecchiatura è una costruzione di piastre o strisce, ovvero un trasformatore è assemblato da singoli elementi. A seconda della forma delle piastre da cui sono assemblati i nuclei magnetici, sono chiamati blindati e asta. Nel nastro magnetico dei circuiti dell'acciaio elettrico si utilizzano proprietà che caratterizzano il metallo anisotropico laminato a freddo di questo tipo. Per eseguire in modo più conveniente l'avvolgimento, fabbricati nuclei magnetici in forma di taglio.

Il nucleo dell'acciaio elettrico

Per la produzione di nuclei di statore e rotori, che sono completati con macchine elettriche che operano da corrente alternata, viene utilizzata lamiera di acciaio di seconda classe. Viene utilizzato un nucleo di acciaio elettrico trasformatori di potenza. Per la sua produzione utilizzando metalli non legati di questo tipo, avendo proprietà normalizzate. Con la sua composizione chimica, questo acciaio è diverso. Ma le sue proprietà magnetiche, sia dopo la cottura, che viene effettuata ad una temperatura fino a 950 ^° C e senza la presenza di ossigeno, e dopo il raffreddamento per 10 ore ad una temperatura di 600 ^° C, non dovrebbero essere inferiori agli standard sviluppati.

Il nucleo dell'ancora dell'acciaio elettrico, che è equipaggiato con macchine che operano dalla CC, viene reclutato da fogli di questo particolare metallo. E perché? L'uso di questo materiale è consigliabile perché un cambiamento nel flusso magnetico nel nucleo comporta il verificarsi di correnti parassite. Per impedire loro di riscaldare il nucleo dell'indotto, per la sua fabbricazione usano piastre isolate che bloccheranno il percorso verso la corrente.