Stato del prodotto e tendenze di sviluppo dell'acciaio elettrico orientato
L'acciaio elettrico a grani orientati è il materiale di base per i nuclei di vari tipi di prodotti elettrici a campo magnetico direzionale come trasformatori, reattori, amplificatori, regolatori di tensione, relè, raddrizzatori e interruttori elettromagnetici. Allo stato attuale, i trasformatori si stanno sviluppando principalmente in due aspetti: in primo luogo, verso una tensione ultra-alta extra-large, con livelli di tensione che vanno da 220, 330, 500 kV a 750, 1000 kV; in secondo luogo, verso il risparmio energetico, la miniaturizzazione, la bassa rumorosità, l'alta impedenza e la protezione contro le esplosioni. Questi prodotti sono principalmente prodotti di piccole e medie dimensioni, come il nuovo trasformatore di distribuzione S9 attualmente raccomandato per l'uso nella trasformazione della rete elettrica urbana e rurale. Secondo le statistiche del Transformer Branch della China Electrical Industry Association, i trasformatori tradizionali sono divisi in quattro categorie principali in base ai livelli di tensione, vale a dire: trasformatori da 500 kV e superiori, trasformatori 220-500kV, trasformatori 110-200kV e trasformatori trasformatori inferiori a 110kV. I gradi di acciaio al silicio orientato utilizzati sono i seguenti:
1) I voti dilamiere di acciaio al siliciousato intrasformatorisopra i 500 kV sono 30ZH120, 30ZH110 e 27ZH100;
2) I tipi di lamiere di acciaio al silicio utilizzati nei trasformatori convertitori da ±500 kV sono 27ZDKH90 e 23ZDKH90;
3) I tipi di lamiere di acciaio al silicio utilizzati nei trasformatori da 110 ~ 220 kV sono 30Q140, 30Q130, 30ZH120 e 30ZH110;
4) I tipi di lamiere di acciaio al silicio utilizzati nei trasformatori da 35 kV sono 30Q130 e 30Q140;
5) Il grado delle lamiere di acciaio al silicio utilizzate nel trasformatore di distribuzione da 10 kV tipo S9 è 30Q130 e il grado delle lamiere di acciaio al silicio utilizzate nel trasformatore di distribuzione da 10 kV tipo S11 è 30ZH120.
Tuttavia, in termini di sviluppo di varietà di acciaio al silicio a grani orientati, il divario tra la Cina e le imprese avanzate straniere, in particolare il Giappone, è relativamente ampio, soprattutto per le varietà di acciaio al silicio a grani orientati di alta qualità e le specifiche che alcuni giapponesi hanno messo nella produzione industriale.
1) Domini magnetici raffinati rappresentati da Nippon Steel: utilizzati principalmente per nuclei di trasformatori di fascia alta di grandi dimensioni, varietà marcate al laser come 23ZDKH90, 85, 80 e 27ZDKH95, 90 e varietà marcate meccanicamente come 23ZDMH90, 85, 80 e 27ZDMH95 ,90.
2) Acciaio al silicio a grani orientati di alta qualità rappresentato da Nippon Steel: attualmente, il grado principale di acciaio al silicio a grani orientati in Cina è 30Q120, mentre varietà di qualità superiore come 23ZH100, 95, 90, 27ZH100, 95 e 30ZH100, 095 non può ancora essere prodotto.
3) High magnetic induction 0.20mm specification material appears in oriented silicon steel represented by JFE: especially suitable for making rolled iron cores and high-frequency applications, with two grades: 20JGH090 (B8>1.86T) and 20JGH095 (B8>1.86T) Signore.
4) L'acciaio al silicio orientato B8 elevato JGS appare nell'acciaio al silicio orientato rappresentato da JFE: la perdita di ferro del materiale JGS è uguale a quella dei prodotti con specifiche normali ed è particolarmente adatta per realizzare trasformatori a basso rumore, ma B8 maggiore di o uguale a 1,92 ~ 1,93 T (materiale tradizionale Hi-B B8 maggiore o uguale a 1,89 T).
5) JGE appare nell'acciaio al silicio orientato rappresentato da JFE: JGE ha buone proprietà magnetiche sia in direzione longitudinale che trasversale e il suo effetto d'uso è migliore dell'acciaio GO. È particolarmente adatto per realizzare split core e prodotti core EI ad alte prestazioni.
Attualmente, l'acciaio al silicio a grani orientati è sviluppato principalmente nei seguenti aspetti: bassa perdita di ferro, elevata induzione magnetica e specifiche sottili.
1) Acciaio al silicio orientato con perdite di ferro ultra-basse.
① Domini magnetici raffinati: la tecnologia di raffinazione dei domini magnetici può ridurre la perdita di acciaio al silicio orientato dall'10% al 20%. Molte aziende siderurgiche o istituti di ricerca scientifica hanno condotto ricerche su questa tecnologia. La giapponese Nippon Steel Corporation utilizza la tecnologia dell'irradiazione laser per ridurre la perdita di acciaio Hi-B di circa il 15%. Il foglio di acciaio al silicio raffinato con dominio magnetico con il marchio ZDKH è stato immesso sul mercato nel 1983. La società giapponese JFE ha sviluppato una tecnologia di raffinamento del dominio magnetico resistente al calore e i suoi prodotti da 0,23 mm e 0,27 mm sono commercializzati con il nome JGSD. In brevetti europei e americani sono stati riportati anche metodi di raffinamento del dominio magnetico mediante deformazione termica locale o formazione di scanalature di rotolamento.
② Rivestimento di tensione depositato: il rivestimento di tensione di acciaio al silicio è stato proposto dai ricercatori della Nippon Steel in Giappone nel 1973. Il meccanismo è che dopo che la lamiera di acciaio al silicio è stata ricotta ad alta temperatura, a causa della grande differenza nel coefficiente di dilatazione termica tra i rivestimento e la lamiera di acciaio al silicio. I tassi di ritiro dei due sono diversi durante il raffreddamento. Il ritiro del rivestimento è relativamente piccolo e il substrato in lamiera di acciaio al silicio è soggetto a una certa forza di trazione, che può ridurre la perdita di ferro per unità di massa della lamiera di acciaio al silicio. Una ricerca condotta dalla Kawasaki Steel Corporation del Giappone mostra che l'utilizzo della tecnologia di scarica a catodo cavo per preparare il rivestimento di tensione TiN sulla superficie dell'acciaio al silicio può ridurre la perdita di acciaio al silicio del 40%. Inoltre, l’uso della tecnologia sol-gel per preparare una pellicola di ossido di alluminio sulla superficie dell’acciaio al silicio orientato può ridurre la perdita di ferro.
③Riduzione dello spessore ({{0}},15 mm): la cronologia dello sviluppo delle specifiche dello spessore dell'acciaio al silicio orientato va da 0,35 mm→0,30 mm →{{10}}0,27 mm→00,23 mm→0,20 mm→0,15 mm. Attualmente, la striscia sottile di acciaio al silicio orientato di 0,20 mm di spessore è un materiale magnetico morbido utilizzato sotto un campo magnetico di 400 Hz. Ha le caratteristiche di elevata intensità di induzione magnetica e bassa perdita di ferro ed è un materiale di base ideale per i trasformatori radar militari.
2) Ultra-high magnetic induction oriented silicon steel: By adding Bi or three times of recrystallization, or high-temperature gradient annealing process, the performance of B8>1,95~2.0T può essere raggiunto.
3) Acciaio al silicio a doppia orientazione a grana fine: lamiere in acciaio al silicio a doppia orientazione con {100}<001>la struttura cubica è prodotta mediante il metodo di decarburazione dell'ossido di silicio. Non solo hanno un'elevata induzione magnetica, ma hanno anche un'induzione magnetica significativamente bassa sia nella direzione di rotolamento che in quella trasversale. delle perdite di ferro e della magnetostrizione. Il B8 verticale e orizzontale può raggiungere 1,85~1,90T e P1,7/50 è inferiore a 1,02 W/kg (0,30 mm).
4) 6,5% di acciaio orientato al Si: attualmente, la frazione di massa di silicio nelle lamiere di acciaio al silicio prodotte in serie in tutto il mondo è per lo più controllata entro il 4%. Quando la frazione di massa di silicio nella lamiera di acciaio al silicio raggiunge il 6,5%, il coefficiente di magnetostrizione tende a zero, la resistività aumenta e la perdita per correnti parassite diminuisce, mostrando così eccellenti proprietà magnetiche a frequenze più elevate. Pertanto, la lamiera di acciaio al silicio ad alto contenuto di Si del 6,5% è un materiale di base ideale per produrre bassa rumorosità e bassa perdita di ferro, e il suo lavoro di sviluppo ha ricevuto ampia attenzione. Attualmente, sia Sumitomo Metal che Nippon Steel stanno sviluppando lamiere di acciaio al silicio ad alto contenuto di silicio. Il loro B8 può raggiungere 1,62~1,65 T e P10/50 è 0,15 W/kg (0,2 mm), che può essere utilizzato per produrre nuclei di apparecchi elettrici ad alta frequenza.
5) Acciaio al silicio orientato senza inibitori: la produzione di acciaio al silicio orientato senza inibitori è stata parzialmente utilizzata nella produzione (ad esempio, JGE offre questo prodotto) e la ricerca applicativa viene ulteriormente ampliata. È possibile utilizzare basse temperature di riscaldamento della lastra senza decarburazione.
6) Lo sviluppo di scopi specialiacciaio elettricosono anche piastre, come strisce sottili di acciaio al silicio orientato triplo ricristallizzato con uno spessore inferiore a 0,1 mm, piastre di ferro puro orientato con induzione magnetica ad alta saturazione ed elevate prestazioni di isolamento, rivestimenti isolanti non inquinanti e rivestimenti adesivi. urgentemente necessario. domanda.