Ηλεκτρικός χάλυβας: παραγωγή και εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η παραγωγή αυτού του τύπου χάλυβα κατέχει ηγετική θέση μεταξύ άλλων μαγνητικών υλικών. Ο ηλεκτρικός χάλυβας είναι ένα κράμα σιδήρου με πυρίτιο, η αναλογία του οποίου είναι από 0,5% έως 5%. Η μεγάλη δημοτικότητα προϊόντων αυτού του τύπου μπορεί να εξηγηθεί από υψηλές ηλεκτρομαγνητικές και μηχανικές ιδιότητες. Αυτός ο χάλυβας είναι κατασκευασμένος από ευρέως χρησιμοποιούμενα εξαρτήματα, στα οποία δεν υπάρχει έλλειψη. Αυτό εξηγεί το χαμηλό του κόστος.

Επίδραση του πυριτίου

Αυτό το συστατικό, σε αλληλεπίδραση με τον σίδηρο, σχηματίζει ένα πυκνό διάλυμα με υψηλή ειδική αντίσταση, η τιμή του οποίου εξαρτάται από το ποσοστό του πυριτίου στο κράμα. Όταν εκτίθεται σε καθαρό σίδηρο, χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες.

Όταν όμως επηρεάζει τα τεχνικά, αντίθετα, έχει θετικό αποτέλεσμα. Η διαπερατότητα του σιδήρου αυξάνεται και υπάρχει βελτίωση στη σταθερότητα του μετάλλου. Η ευνοϊκή επίδραση του πυριτίου (Si) μπορεί να εξηγηθεί ως εξής. Υπό την επίδραση αυτού του στοιχείου, ο άνθρακας μεταφέρεται στον γραφίτη από την κατάσταση του τσιμενίτη, ο οποίος έχει λιγότερες μαγνητικές ιδιότητες. Το στοιχείο Si έχει ανεπιθύμητη επίδραση στομείωση της επαγωγής. Η επιρροή του επεκτείνεται στη θερμική αγωγιμότητα και στην πυκνότητα του σιδήρου.

Ακαθαρσίες στη σύνθεση

Στη σύνθεσή του, ο ηλεκτρικός χάλυβας μπορεί να περιέχει άλλα συστατικά: θείο, άνθρακα, μαγγάνιο, φώσφορο και άλλα. Το πιο επιβλαβές από αυτά είναι ο άνθρακας (C). Μπορεί να έχει τη μορφή τόσο τσιμενίτη όσο και γραφίτη. Αυτό επηρεάζει διαφορετικά το κράμα, όπως και το ποσοστό άνθρακα. Για να αποφευχθούν ανεπιθύμητα εγκλείσματα του στοιχείου C, ο χάλυβας δεν πρέπει να ψύχεται γρήγορα για την επόμενη γήρανση και σταθεροποίηση.

Τα ακόλουθα συστατικά έχουν αρνητικό αντίκτυπο στις ιδιότητες του υλικού: οξυγόνο, θείο, μαγγάνιο. Μειώνουν τις μαγνητικές του ιδιότητες. Ο τεχνικός σίδηρος στη σύνθεσή του έχει απαραίτητα ακαθαρσίες. Εδώ πρέπει να ληφθούν υπόψη συνολικά, όχι με τον ίδιο τρόπο όπως για τον καθαρό σίδηρο.

Μπορείτε να βελτιώσετε τις ιδιότητες του χάλυβα αφαιρώντας ακαθαρσίες. Αλλά αυτή η μέθοδος δεν είναι πάντα ωφέλιμη σε μεγάλης κλίμακας παραγωγή. Αλλά με τη βοήθεια ψυχρής έλασης, το φύλλο ηλεκτρικού χάλυβα σχηματίζει μαγνητικές ιδιότητες στη δομή του. Αυτό σας επιτρέπει να επιτύχετε τα καλύτερα αποτελέσματα. Αλλά απαιτείται περαιτέρω πυροδότηση.

Ψυχρή έλαση

Το πυρίτιο θεωρείται από καιρό ότι αυξάνει την ευθραυστότητα του χάλυβα. Η παραγωγή γινόταν κυρίως με θερμή έλαση. Η κερδοφορία της ψυχρής έλασης ήταν χαμηλή.

Μόνο αφού ανακαλύφθηκε ότι η ψυχρή εργασία κατά την κατεύθυνση του υλικού αυξάνει τις μαγνητικές ιδιότητες, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Άλλες κατευθύνσεις εμφανίστηκαν μόνο μεη χειρότερη πλευρά. Η ψυχρή έλαση έχει ευεργετική επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες, καθώς και βελτιώνει την ποιότητα της επιφάνειας του φύλλου, αυξάνει την κυματότητά του και καθιστά δυνατή τη σφράγιση.

Οι διακριτικές ιδιότητες που έλαβε ο ηλεκτρικός χάλυβας μέσω της χρήσης ψυχρής επεξεργασίας μπορούν να εξηγηθούν από το σχηματισμό μιας κρυσταλλογραφικής υφής σε αυτό. Διαφέρει σε αρκετούς βαθμούς. Αυτοί, με τη σειρά τους, εξαρτώνται από τη θερμοκρασία στην οποία πραγματοποιείται η κύλιση, καθώς και από το πάχος του απαιτούμενου φύλλου και από το βαθμό στον οποίο μειώνεται.

Το κόστος ενός φύλλου ενός πάχους χάλυβα θερμής έλασης είναι 2 φορές χαμηλότερο από αυτό του χάλυβα ψυχρής έλασης.

Αλλά αυτή η αρνητική ποιότητα αντισταθμίζεται πλήρως από τις χαμηλές απώλειες θερμότητας (υπάρχουν λιγότερες από περίπου δύο φορές), την υψηλή ποιότητα και τη δυνατότητα καλής σφράγισης του κράματος ψυχρής έλασης. Η διαφορά σε αυτούς τους χάλυβες είναι η περιεκτικότητα σε πυρίτιο. Το ποσό του είναι από 3,3% έως 4,5% αντίστοιχα.

GOST

Οι κατασκευαστές παράγουν μόνο δύο τύπους χάλυβα που συμμορφώνονται με το GOST.

Πρώτη προβολή - 802-58 "Ηλεκτροτεχνικό φύλλο". Το δεύτερο είναι ηλεκτρικός χάλυβας GOST 9925-61 "Σπειροειδής ταινία ψυχρής έλασης κατασκευασμένη από ηλεκτρικό χάλυβα".

Ονομασία

Σημανίζεται με το γράμμα "E", ακολουθούμενο από έναν αριθμό του οποίου τα ψηφία έχουν συγκεκριμένη σημασία:

• Το πρώτο ψηφίο στην τιμή σήμανσης σημαίνει τον βαθμό κράματος του χάλυβα με πυρίτιο. Από χαμηλού κράματος σε υψηλού κράματος, αντίστοιχα, σε αριθμούς από 1 έως 4. Δυναμικός - αυτοί είναι χάλυβες από τις ομάδες Ε1 και Ε2. Μετασχηματιστής - E3 και E4.
• Το δεύτερο ψηφίο της σήμανσης έχει εύρος από 1 έως 8. Δείχνει τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες του υλικού όταν χρησιμοποιείται σε ορισμένες συνθήκες λειτουργίας. Με αυτή τη σήμανση, μπορείτε να μάθετε σε ποιες περιοχές μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτός ή εκείνος ο χάλυβας.

Ο αριθμός μηδέν μετά τον δεύτερο αριθμό σημαίνει ότι ο χάλυβας έχει υφή. Αν υπάρχουν δύο μηδενικά, τότε δεν έχει αρκετή υφή.

Στο τέλος της σήμανσης μπορείτε να βρείτε τα ακόλουθα γράμματα:

• "A" - πολύ χαμηλή ειδική απώλεια υλικού.
• Το "P" είναι ένα υλικό με υψηλή αντοχή κύλισης και υψηλό φινίρισμα επιφάνειας.

Περιοχή λειτουργίας

Το κράμα χωρίζεται σε τρεις τύπους ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής:

• κατάλληλο για εργασία σε ισχυρά και μεσαία μαγνητικά πεδία (καθαρότητα επαναμαγνήτισης 50 Hz);
• κατάλληλο για εργασία σε μεσαία πεδία έως 400Hz;
• χάλυβας που λειτουργεί σε μεσαία και χαμηλά μαγνητικά πεδία.

Τα φύλλα ηλεκτρικού χάλυβα παράγονται στα ακόλουθα μεγέθη: πλάτος από 240 έως 1000 mm, μήκος μπορεί να είναι από 720 mm έως 2000 mm, πάχος - στην περιοχή από 0,1 έως 1 mm. Κυρίως χρησιμοποιούνται χάλυβες με προσανατολισμό κόκκων, καθώς έχουν υψηλή αξία ηλεκτρομαγνητικών ιδιοτήτων. Τα φύλλα αυτού του υλικού χρησιμοποιούνται συχνά στην ηλεκτρική μηχανική.

Ηλεκτρικός χάλυβας - ιδιότητες

Ιδιότητες κράματος:

• Αντίσταση. Η ποιότητα του υλικού εξαρτάται άμεσα από αυτόν τον δείκτη. Ο χάλυβας χρησιμοποιείται όπου είναι απαραίτητο να περιέχει ηλεκτρισμό μέσα στον αγωγό και να τον παραδίδει στον προορισμό του.
• Αναγκαστική δύναμη. Υπεύθυνος για την ικανότητα του εσωτερικού μαγνητικού πεδίου να απομαγνητίζεται. Για ορισμένες συσκευές, αυτή η ιδιότητα απαιτείται σε διάφορους βαθμούς. Οι μετασχηματιστές και οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούν εξαρτήματα με υψηλή ικανότητα απομαγνήτισης. Για τον χάλυβα, αυτός ο δείκτης έχει χαμηλή τιμή. Αλλά στους ηλεκτρομαγνήτες, αντίθετα, χρειάζεται μια υψηλή καταναγκαστική δύναμη. Για να διορθωθούν οι μαγνητικές ιδιότητες, προστίθεται το απαιτούμενο ποσοστό πυριτίου στο κράμα χάλυβα.

• Το πλάτος του βρόχου υστέρησης. Αυτός ο δείκτης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερος.
• Μαγνητική διαπερατότητα. Όσο υψηλότερος είναι αυτός ο δείκτης, τόσο καλύτερα «ασχολείται» το υλικό με τις εργασίες του.
• Το πάχος του φύλλου. Για την κατασκευή πολλών συσκευών και ανταλλακτικών χρησιμοποιούνται υλικά των οποίων το πάχος δεν υπερβαίνει το ένα χιλιοστό. Ωστόσο, εάν είναι απαραίτητο, αυτός ο δείκτης μειώνεται σε τιμή 0,1 mm.

Αίτηση

Φύλλα πρώτης κατηγορίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή διαφορετικών τύπων μαγνητικών κυκλωμάτων για ρελέ και ρυθμιστές.

Ο ηλεκτρικός χάλυβας δεύτερης ποιότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εκκινητές AC και DC, πυρήνες ρότορα.

Η τρίτη κατηγορία θα είναι κατάλληλη για την κατασκευή μαγνητικών κυκλωμάτων γιαμετασχηματιστές ισχύος, καθώς και εκκινητές μεγάλων σύγχρονων μηχανών.

Για να φτιάξετε ένα πλαίσιο για μια ηλεκτρική μηχανή, πρέπει να χρησιμοποιήσετε χύτευση χάλυβα, στην οποία η περιεκτικότητα σε άνθρακα δεν υπερβαίνει το 1%. Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από τέτοιο υλικό υποβάλλονται σε σταδιακή ανόπτηση. Ο ανθρακούχο χάλυβας χρησιμοποιείται στην κατασκευή εξαρτημάτων μηχανών που συγκολλούνται.

Οι κύριοι πόλοι για μηχανές DC κατασκευάζονται από αυτούς τους τύπους υλικών.

Για τα μέρη της μηχανής που φέρουν το μέγιστο φορτίο (ελατήρια, ρότορες, άξονες οπλισμού), χρησιμοποιούνται κράματα με υψηλές μηχανικές ιδιότητες. Τέτοιο υλικό μπορεί να περιέχει νικέλιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο και βολφράμιο. Είναι δυνατή η κατασκευή μαγνητικών κυκλωμάτων από ηλεκτρικό χάλυβα. Χρησιμοποιούνται για μετασχηματιστές χαμηλής συχνότητας - 50Hz.

Μαγνητικό κύκλωμα βάσης

Οι μαγνητικοί πυρήνες χωρίζονται σε θωράκιση και ράβδο. Κάθε είδος έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.

Ράβδος: για ένα τέτοιο μαγνητικό κύκλωμα, η ράβδος είναι κάθετη και έχει ένα κλιμακωτό τμήμα εγγεγραμμένο σε κύκλο. Οι περιελίξεις του μαγνητικού κυκλώματος βρίσκονται πάνω τους σε ειδικό κυλινδρικό σχήμα.

Armored

Τα προϊόντα αυτού του σχεδίου έχουν ορθογώνιο σχήμα και οι ράβδοι τους έχουν διατομή, βρίσκονται οριζόντια. Αυτός ο τύπος μαγνητικού κυκλώματος χρησιμοποιείται μόνο σε πολύπλοκες συσκευές και δομές. Επομένως, τέτοια σχέδια δεν χρησιμοποιούνται ευρέως.

Έτσι, καταλάβαμε τι είναι ο χάλυβαςηλεκτρικό και πού χρησιμοποιείται.