Металлургия

Прокатное производство

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Особенности производства холоднокатаной трансформаторной стали

Трансформаторная (электротехническая) листовая сталь идет на изготовление трансформаторов, электрических машин и приборов. Эта сталь отличается низкими потерями при перемагничивании, высокой магнитной индукцией и низким значением коэрцитивной силы. Толщина электротехнической горячекатаной и холоднокатаной листовой стали составляет 1,0—0,1 мм. Лучшая трансформаторная сталь — холоднокатаная.

Максимальное содержание кремния в холоднокатаной трансформаторной стали обычно не превышает 3,5%, так как при большей его концентрации значительно снижается пластичность и увеличивается жесткость стали. Сталь в основном прокатывается толщиной 0,5, 0,35 и 0,2 мм в рулонах. Поставляется холоднокатаная трансформаторная сталь в листах длиной 720—2000 и рулонах шириной 240—1000 мм.

Чем меньше толщина листа, тем меньше потери при перемагничивании и выше служебные качества трансформаторов и приборов. Лучшие показатели удельных потерь холоднокатаной трансформаторной стали составляют 0,5—0,6 Вт/кг при перемагничивании ее с частотой 50 Гц и максимальном значении индукции 10 000 Гс.

На магнитные свойства трансформаторной стали основное влияние оказывает содержание кремния, который повышает электросопротивление и способствует при нагреве росту крупных зерен, что увеличивает магнитную проницаемость стали. Образованию крупных зерен содействует и строгое ограничение в стали других примесей— углерода, серы, фосфора, водорода, азота.

Холоднокатаная трансформаторная сталь текстурована, она имеет высокие магнитные свойства в направлении прокатки (в горячекатаной стали текстуры нет). Две наиболее характерные текстуры трансформаторной

Направление прокатки стали —ребровая и кубическая. При ребровой текстуре диагональная плоскость кубической решетки (ПО) совпадает с плоскостью прокатки, а направление легкого намагничивания в решетки а-железа (100)—с направлением прокатки. Направление трудного намагничивания (111) составляет с направлением прокатки угол 55°.

Анизотропия магнитных свойств при данной текстуре учитывается при изготовлении трансформаторов для того, чтобы магнитный поток и направление прокатки (направление малых потерь и высокой магнитной проницаемости) совпадали.

При кубической текстуре плоскость (100) совпадает с плоскостью прокатки, а ребра куба (направления легкого намагничивания) располагаются по направлению прокатки и поперек ее. Таким образом, магнитные свойства у сталей с кубической текстурой одинаковы в направлении прокатки и поперек ее; эти стали целесообразно применять в качестве сердечников трансформаторов и приборах, в которых направление магнитного потока изменяется во времени. Исходным материалом при холодной прокатке транформаторной стали являются горячекатаные рулоны с толщиной листа примерно 2,5 мм.

В цехе холодной прокатки сначала осуществляется обезуглероживающий отжиг горячекатаных рулонов при температуре 800°С в течение ~30 ч без защитной атмосферы. Затем производится непрерывное травление отожженных рулонов в растворе серной (соляной) кислоты.

Холодная прокатка трансформаторной стали толщиной 0,5 и 0,35 мм происходит в два передела (с промежуточным отжигом) при общем обжатии за каждый, передел ~60%. Затем осуществляется окончательный высокотемпературный отжиг при температуре 1150— 1180° С, приводящий к росту крупных зерен. Это связано с тем, что трансформаторная сталь (твердый раствор кремния в а-железе) при нагреве не имеет превращения a-Fe4±Y"Fe- Росту крупных зерен способствуют и незначительные примеси других элементов, составляющие сотые и тысячные доли процента. Например, содержание углерода в готовом листе составляет всего 0,004— 0,008%г

При отжиге текстура деформации переходит в текстуру рекристаллизации, ориентированную по-другому.

Таким образом ребровая или кубическая текстура получаются в результате рекристаллизации при окончательном высокотемпературном отжиге. Этот отжиг производится в защитной атмосфере, представляющей собой азот или сухой водород. Последний, соединяясь с кислородом, образует пары воды, которые сразу же испаряются и рафинирует сталь, поглощая остатки углерода. Кроме того, сухой водород способствует получению наиболее совершенной кубической текстуры, но он дорог по сравнению с азотом и взрывоопасен. По этой причине чаще всего в качестве защитной среды от окисления применяют азот (или смесь азота и водорода).

В цехах холодной прокатки трансформаторную сталь изготовляют с электроизоляционным покрытием, что позволяет повысить ее эксплуатационные и антикоррозионные свойства. Рулоны разрезают на листы требуемых размеров на агрегатах поперечной и продольной резки. Холодную прокатку трансформаторной стали осуществляют также на одноклетевых станах, а в последнее время на 20-валковых станах, обеспечивающих получение готового листа высокого качества.

  Электромотор. Конструирование электродвигателей

  Трансформаторы

  Радиотехника. Радиотехнический кружок