Klassificering av kiselstål: korn-orienterade vs icke-orienterade kvaliteter förklaras

Vad är silikonstål

Kiselstål, även kallat elektriskt stål, är en mjuk magnetisk legering av järn med 0,5 -6,5 % kisel. Kiselinnehållet höjer den elektriska resistiviteten, vilket minskar virvelströmmar och därmed kärnförlust i växelströmsapplikationer. Kiselstål är standardkärnmaterialet för transformatorer, motorer, generatorer och elektromagnetiska komponenter, och dess klassificering avgör både den magnetiska prestandan och kostnaden för den färdiga enheten.

Primär klassificering: Varm-valsad vs kall-valsad

Kiselstål tillverkades ursprungligen genom varmvalsning. Varmvalsat kiselstål har lös tjocklekskontroll, grova ytor och hög kärnförlust, och det har successivt eliminerats från transformator- och motortillverkning eftersom dess energiprestanda inte kan uppfylla moderna effektivitetskrav. Kallvalsat kiselstål ersatte det i nästan alla applikationer eftersom kallvalsning ger exakt bandtjocklek, bättre ytkvalitet och kontrollerade magnetiska egenskaper. Inom kall-valsat kiselstål finns det två familjer: spannmåls-orienterade och icke-orienterade.

Kall-valsad korn-orienterat kiselstål (CRGO)

Kornorienterat kiselstål bearbetas så att kristallkornen är inriktade i valsriktningen, vilket ger mycket hög permeabilitet och låg förlust när flussmedlet flyter längs valsriktningen. På grund av denna riktningsförmåga används den i transformatorkärnor, där flödesvägen kan utformas för att följa kornen. Det kallas därför även transformatorkiselstål. Två prestationsnivåer erkänns i praktiken:

Konventionella korn-orienterade (CGO) kvaliteter, med magnetisk induktion på cirka 1,82 T under standardtestförhållanden.

Hög magnetisk induktion (HiB) kvaliteter, som når cirka 1,92 T. Högre induktion innebär en mindre kärna för samma flöde, lägre järnförlust och kopparförlust, och en lägre total materialkostnad för transformatorn.

HiB-stål är att föredra för transformatorer med-hög spänning och stor-kapacitet eftersom dess lägre specifika förlust gör att större enheter kan byggas med acceptabel effektivitet. De två avgörande indikatorerna för kornorienterat-kiselstål är magnetisk induktion och specifik totalförlust: högre induktion förbättrar permeabiliteten och krymper kärnan, medan lägre specifik förlust minskar energislöseriet vid magnetisering av kärnan under transformatorns 20-30-åriga livslängd.

Kall-valsat icke-orienterat silikonstål

Icke-orienterat kiselstål har ingen föredragen kornriktning, så dess magnetiska egenskaper är lika i alla riktningar inom plåtplanet. Detta gör det till det naturliga materialet för roterande maskiner: motorer och generatorer, där flödesriktningen roterar och inte kan följa en enda rullriktning. Icke-orienterade kvaliteter används också i små transformatorer, reaktorer, reläer och magnetisk skärmning. De finns tillgängliga i ett brett utbud av förlustklasser och tjocklekar (vanligtvis 0,35 mm, 0,50 mm och 0,65 mm) för att passa olika maskinkonstruktioner och tillverkningsmetoder.

Hur betygen utses och testas

Kornorienterade-sorter betecknas vanligtvis med deras garanterade maximala specifika totala förlust vid 1,7 T/50 Hz och deras tjocklek. Icke-orienterade grader betecknas med deras förlust vid 1,5 T / 50 Hz. Testning och mätning av magnetiska egenskaper följer den internationella serien IEC 60404, och i Kina är motsvarande nationella standarder GB/T 2522-serien för mätmetoder för magnetiska egenskaper och relevanta produktstandarder för orienterade och icke{10}}orienterade kvaliteter. Köpare bör alltid kontrollera att de deklarerade förlustvärdena backas upp av certifierade provningscertifikat från stålproducenten.

Urvalslogik i praktiken

Vanliga frågor

Q1. Vad är skillnaden mellan orienterat och icke-orienterat kiselstål?Kornorienterat -stål har inriktade kristallkorn som ger utmärkta egenskaper längs rullriktningen och används där flödet följer en riktning, till exempel transformatorkärnor. Icke-orienterat stål är isotropiskt och används där flödet roterar, såsom motor- och generatorkärnor.

Q2. Varför kallas HiB-stål högmagnetisk induktion?HiB-kvaliteter uppnår magnetisk induktion på cirka 1,92 T under standardtestförhållanden, jämfört med cirka 1,82 T för konventionella orienterade kvaliteter. Den högre induktionen gör att samma transformator kan byggas med en mindre kärna, vilket minskar järn- och kopparförluster och materialkostnader.

Q3. Används fortfarande varmvalsat-kiselstål?Varmvalsat kiselstål är i stort sett eliminerat från modern produktion på grund av hög kärnförlust och dålig konsistens. Kall-valsade kvaliteter dominerar nu marknaden för transformatorer, motorer och generatorer.

Q4. Vad betyder förlustsiffrorna på en kiselstålkvalitet?De är den garanterade maximala specifika totala förlusten av materialet, mätt enligt IEC 60404 testmetoder, vid en definierad flödestäthet och frekvens. Korn-orienterade grader är vanligtvis klassade till 1,7 T / 50 Hz, icke-orienterade grader till 1,5 T / 50 Hz.

F5. Kan icke-orienterat stål användas i en transformatorkärna?Ja, små transformatorer och vissa reaktorkonstruktioner använder icke-orienterat stål, men kornorienterat-stål ger lägre förlust och högre induktion för samma vikt i riktade-flödeskonstruktioner, så det är standardvalet för distributions- och krafttransformatorer.

F6. Vilka standarder styr kvaliteten på kiselstål?Magnetisk egenskapsmätning följer IEC 60404 (med GB/T 2522 i Kina), och produktspecifikationerna följer motsvarande produktstandarder för stålsorten. Certifierade provningsintyg bör bifogas varje sändning.