Elektrická oceľ: výroba a použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Výroba tohto druhu ocele zaujíma popredné miesto medzi ostatnými magnetickými materiálmi. Elektrooceľ je zliatina železa s kremíkom, ktorej podiel je od 0,5 % do 5 %. Širokú popularitu výrobkov tohto typu možno vysvetliť vysokými elektromagnetickými a mechanickými vlastnosťami. Takáto oceľ je vyrobená zo široko používaných komponentov, v ktorých nie je nedostatok. To vysvetľuje jeho nízke náklady.

Vplyv kremíka

Táto zložka v interakcii so železom tvorí hustý roztok s vysokou rezistivitou, ktorej hodnota závisí od percenta kremíka v zliatine. Pri vystavení čistému železu stráca svoje magnetické vlastnosti.

Keď to však ovplyvní technické, má to naopak pozitívny vplyv. Zvyšuje sa priepustnosť železa a dochádza k zlepšeniu stability kovu. Priaznivý účinok kremíka (Si) možno vysvetliť nasledovne. Pod vplyvom tohto prvku sa uhlík prenáša na grafit zo stavu cementitu, ktorý má menej magnetických vlastností. Prvok Si má nežiadúci vplyv nazníženie indukcie. Jeho vplyv sa rozširuje na tepelnú vodivosť a na hustotu železa.

Nečistoty v zložení

Elektrooceľ môže vo svojom zložení obsahovať ďalšie zložky: síru, uhlík, mangán, fosfor a iné. Najškodlivejším z nich je uhlík (C). Môže byť vo forme cementitu aj grafitu. To ovplyvňuje zliatinu inak, rovnako ako percento uhlíka. Aby sa predišlo nežiaducim inklúziám prvku C, oceľ sa nesmie rýchlo ochladzovať kvôli ďalšiemu starnutiu a stabilizácii.

Nasledovné zložky majú negatívny vplyv na vlastnosti materiálu: kyslík, síra, mangán. Znižujú jeho magnetické vlastnosti. Technické železo vo svojom zložení nevyhnutne obsahuje nečistoty. Tu sa musia brať do úvahy v súhrne, nie rovnakým spôsobom ako v prípade čistého železa.

Vlastnosti ocele môžete zlepšiť odstránením nečistôt. Ale táto metóda nie je vždy výhodná vo veľkovýrobe. Ale pomocou valcovania za studena vytvára plechová elektrooceľ vo svojej štruktúre magnetické vlastnosti. To vám umožní dosiahnuť najlepšie výsledky. Vyžaduje sa však ďalšie odpálenie.

valcovanie za studena

O kremíku sa dlho predpokladalo, že zvyšuje krehkosť ocele. Výroba prebiehala prevažne pomocou valcovania za tepla. Ziskovosť valcovania za studena bola nízka.

Až potom, čo sa zistilo, že opracovanie za studena v smere materiálu zvyšuje magnetické vlastnosti, sa začalo vo veľkej miere používať. Ostatné smery sa ukázali len snajhoršia strana. Valcovanie za studena má priaznivý vplyv na mechanické vlastnosti, zlepšuje kvalitu povrchu plechu, zvyšuje jeho vlnitosť a umožňuje lisovanie.

Výrazné vlastnosti, ktoré elektrooceľ získala spracovaním za studena, možno vysvetliť vytvorením kryštalografickej textúry v nej. Líši sa v niekoľkých stupňoch. Tie zase závisia od teploty, pri ktorej prebieha valcovanie, ako aj od hrúbky požadovaného plechu a od stupňa jeho zmenšenia.

Náklady na plech jednej hrúbky za tepla valcovanej ocele sú 2-krát nižšie ako náklady na oceľ valcovanú za studena.

Táto negatívna kvalita je však plne kompenzovaná nízkymi tepelnými stratami (sú menej ako asi dvojnásobné), vysokou kvalitou a možnosťou dobrého razenia zliatiny valcovanej za studena. Rozdiel v týchto oceliach je v obsahu kremíka. Jeho výška je od 3,3 % do 4,5 % v tomto poradí.

GOST

Výrobcovia vyrábajú iba dva druhy ocele, ktoré sú v súlade s GOST.

Prvý pohľad - 802-58 "Elektrotechnický list". Druhou je elektrooceľ GOST 9925-61 "Za studena valcovaný pás vyrobený z elektroocele".

Označenie

Označené písmenom „E“, za ktorým nasleduje číslo, ktorého číslice majú špecifický význam:

• Prvá číslica v hodnote označenia znamená stupeň legovania ocele kremíkom. Od nízkolegovaných po vysokolegované, respektíve v počte od 1 do 4. Dynamické - to sú ocele zo skupín E1 a E2. Transformátor – E3 a E4.
• Druhá číslica označenia má rozsah od 1 do 8. Ukazuje elektromagnetické vlastnosti materiálu pri použití v určitých prevádzkových podmienkach. Podľa tohto označenia zistíte, v ktorých oblastiach je možné použiť tú či onú oceľ.

Číslo nula nasledujúce po druhom čísle znamená, že oceľ je štruktúrovaná. Ak sú tam dve nuly, potom to nie je dostatočne textúrované.

Na konci označenia môžete nájsť nasledujúce písmená:

• "A" - veľmi nízka špecifická strata materiálu.
• "P" je materiál s vysokou pevnosťou pri valcovaní a vysokou povrchovou úpravou.

Prevádzková oblasť

Zliatina je rozdelená do troch typov podľa oblasti použitia:

• vhodné pre prácu v silných a stredných magnetických poliach (čistota remagnetizácie 50 Hz);
• vhodné pre prácu v stredných poliach do 400 Hz;
• oceľ, ktorá funguje v stredných a nízkych magnetických poliach.

Plechy z elektroocele sa vyrábajú v rozmeroch: šírka od 240 do 1000 mm, dĺžka môže byť od 720 mm do 2000 mm, hrúbka - v rozsahu od 0,1 do 1 mm. Používajú sa predovšetkým ocele s orientovanou štruktúrou, pretože majú vysokú hodnotu elektromagnetických vlastností. Plechy z tohto materiálu sa často používajú v elektrotechnike.

Elektrická oceľ – vlastnosti

Vlastnosti zliatiny:

• Odpor. Kvalita materiálu priamo závisí od tohto ukazovateľa. Oceľ sa používa tam, kde je potrebné zadržať elektrinu vo vnútri vodiča a dopraviť ju na miesto určenia.
• Donucovacia sila. Zodpovedá za schopnosť vnútorného magnetického poľa demagnetizovať. Pre určité zariadenia sa táto vlastnosť vyžaduje v rôznej miere. Transformátory a elektromotory využívajú diely s vysokou demagnetizačnou kapacitou. Pre oceľ má tento ukazovateľ nízku hodnotu. Ale v elektromagnetoch je naopak potrebná vysoká donucovacia sila. Na korekciu magnetických vlastností sa do oceľovej zliatiny pridáva požadované percento kremíka.

• Šírka hysteréznej slučky. Tento indikátor by mal byť čo najnižší.
• Magnetická priepustnosť. Čím vyšší je tento ukazovateľ, tým lepšie si materiál „darí“so svojimi úlohami.
• Hrúbka plechu. Na výrobu mnohých zariadení a dielov sa používajú materiály, ktorých hrúbka nepresahuje jeden milimeter. V prípade potreby sa však tento indikátor zníži na hodnotu 0,1 mm.

Aplikácia

Prvotriedne plechové materiály možno použiť na výrobu rôznych typov magnetických obvodov pre relé a regulátory.

Elektrooceľ druhej triedy môže byť použitá pre AC a DC štartéry, rotorové jadrá.

Tretia trieda bude vhodná na výrobu magnetických obvodov prevýkonové transformátory, ako aj štartéry veľkých synchrónnych strojov.

Na výrobu rámu pre elektrický stroj je potrebné použiť oceľový odliatok, v ktorom obsah uhlíka nie je vyšší ako 1%. Výrobky vyrobené z takéhoto materiálu sa podrobujú postupnému žíhaniu. Uhlíková oceľ sa používa pri výrobe častí strojov, ktoré sú zvárané.

Hlavné póly pre jednosmerné stroje sú vyrobené z týchto druhov materiálov.

Pre časti strojov, ktoré nesú maximálne zaťaženie (pružiny, rotory, hriadele kotvy), sa používajú zliatiny s vysokými mechanickými vlastnosťami. Takýto materiál môže obsahovať nikel, chróm, molybdén a volfrám. Magnetické obvody je možné vyrábať z elektroocele. Používajú sa pre nízkofrekvenčné transformátory - 50Hz.

Stojanový magnetický obvod

Magnetické jadrá sa delia na pancier a tyč. Každý druh má svoje vlastné charakteristiky.

Tyč: pre takýto magnetický obvod je tyč vertikálna a má stupňovitú časť vpísanú do kruhu. Vinutia magnetického obvodu sú na nich umiestnené v špeciálnom valcovom tvare.

Armored

Výrobky tohto dizajnu sú obdĺžnikového tvaru a ich tyče majú prierez, sú umiestnené horizontálne. Tento typ magnetického obvodu sa používa iba v zložitých zariadeniach a štruktúrach. Preto sa takéto vzory veľmi nepoužívajú.

Tak sme prišli na to, čo je oceľelektrické a kde sa používa.