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Peter

Was ist Siliziumstahl und welche Klassifizierungen gibt es für Siliziumstahl?

Nov 08, 2024 Eine Nachricht hinterlassen

Was ist Siliziumstahl?
 

 

      Siliziumstahl, auch Elektrostahl genannt, ist eine extrem kohlenstoffarme weichmagnetische Ferrosiliziumlegierung, die für die Energie-, Elektronik- und Militärindustrie unverzichtbar ist. Es ist außerdem das Metallfunktionsmaterial mit dem größten Volumen und macht etwa 1 % der weltweiten Stahlproduktion aus. Es handelt sich um eine Ferrosiliciumlegierung mit 0,8 %-4,8 % Silizium, die zu Siliziumstahlblechen mit einer Dicke von weniger als 1 mm warm- und kaltgewalzt wird. Die Zugabe von Silizium kann den spezifischen Widerstand und die maximale magnetische Permeabilität von Eisen erhöhen, die Koerzitivkraft, den Kernverlust (Eisenverlust) und die magnetische Alterung verringern und wird hauptsächlich als Kern verschiedener Motoren, Generatoren und Transformatoren verwendet.

       

Siliziumstahl wird entsprechend dem Siliziumgehalt in siliziumarmen und siliziumreichen Stahl unterteilt. Je nach Produktions- und Verarbeitungstechnologie kann es in warmgewalztes und kaltgewalztes Material unterteilt werden. Kaltgewalzter Stahl kann in kornfreien und kornorientierten Stahl unterteilt werden.

 

Klassifizierung von Siliziumstahl

 Unterschiedlicher Siliziumgehalt: siliziumarm und siliziumreich.

1. Siliziumarmer Wafer: Siliziumarmer Wafer enthält weniger als 2,8 % Silizium. Es verfügt über eine gewisse mechanische Festigkeit und wird hauptsächlich zur Herstellung von Motoren verwendet, die allgemein als Motorsiliziumstahlbleche bekannt sind.

2. Wafer mit hohem Siliziumgehalt: Wafer mit hohem Siliziumgehalt enthält 2,8 %-4,8 % Silizium. Es hat gute magnetische Eigenschaften, ist aber spröde. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Transformatorkernen verwendet, die allgemein als Transformator-Siliziumstahlbleche bekannt sind. Im tatsächlichen Gebrauch gibt es keine strenge Grenze zwischen beiden. Für die Herstellung großer Motoren werden häufig Wafer mit hohem Siliziumgehalt verwendet.

 

 Klassifizierung des Produktionsprozesses: Warmwalzen und Kaltwalzen

1. Warmgewalzter Siliziumstahl: Er wird hauptsächlich im Generatorbau verwendet und wird daher auch als warmgewalzter Motorensiliziumstahl bezeichnet. Es wird durch Warmwalzen des Produkts auf die erforderliche Dicke und anschließendes Glühen bei 800 bis 850 Grad hergestellt. Aufgrund seiner unbefriedigenden Leistung und Auslastung wurde es in den letzten Jahren sukzessive vom Markt verdrängt.

2. Kaltgewalzter Siliziumstahl, kaltgewalzte Bleche haben eine gleichmäßige Dicke, eine gute Oberflächenqualität und hohe magnetische Eigenschaften. Daher werden mit der Entwicklung der Industrie warmgewalzte Bleche tendenziell durch kaltgewalzte Bleche ersetzt.Kaltgewalzter Siliziumstahl kann in zwei Typen unterteilt werden: kornorientierter Siliziumstahl und kornorientierter Siliziumstahl.

 

Vergleich zwischen orientiertem Siliziumstahl und nichtorientiertem Siliziumstahl

 (1) Siliziumgehalt
Bei beiden handelt es sich um kaltgewalzte Siliziumstahlbleche, der Siliziumgehalt ist jedoch unterschiedlich. Der Siliziumgehalt von kaltgewalzten, nicht orientierten Siliziumstahlblechen beträgt 0,5 %-3,0 %, während der Siliziumgehalt von kaltgewalzten, orientierten Siliziumstahlblechen über 3 liegt .0%.

 (2) Natur

Orientierter Siliziumstahl: Orientierter Siliziumstahl wird auch kaltgewalzter Transformatorenstahl genannt. Orientierter Siliziumstahl weist einen starken Richtungsmagnetismus mit dem geringsten Eisenverlust in Walzrichtung, der höchsten magnetischen Permeabilität und einem hohen magnetischen Induktionswert unter einem bestimmten Magnetisierungsfeld auf. Der Siliziumgehalt von orientiertem Siliziumstahl beträgt etwa 3 %, und der Gehalt an Oxideinschlüssen im Stahl muss niedrig sein und er muss einige Inhibitoren (MnS, A1N) enthalten. Es handelt sich um eine wichtige Ferrosiliciumlegierung, die in der Transformatorenindustrie (Eisenkern) verwendet wird.

Nichtorientierter Siliziumstahl: Nichtorientierter Siliziumstahl ist eine Ferrosiliziumlegierung mit 0,8 %-4,8 % Silizium, die zu Siliziumstahlblechen mit einer Dicke warmgewalzt und kaltgewalzt wird von weniger als 1mm. Durch die Zugabe von Silizium können der spezifische Widerstand und die maximale magnetische Permeabilität von Eisen erhöht, die Koerzitivkraft, der Kernverlust (Eisenverlust) und die magnetische Alterung verringert werden. Nichtorientierter Siliziumstahl ist eine Ferrosiliziumlegierung mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt. Im Stahlblech sind die Körner nach der Verformung und dem Glühen in unregelmäßiger Ausrichtung verteilt.

 (3) Produktionsprozess

Orientierter Siliziumstahl: Orientierter Siliziumstahl wird in einem Sauerstoffkonverter geschmolzen, und der Stahlbarren wird durch Warmwalzen, Normalisieren, Kaltwalzen, Zwischenglühen und sekundäres Kaltwalzen auf die fertige Dicke gewalzt und anschließend einem Entkohlungsglühen und Hochtemperaturglühen unterzogen. und schließlich mit einer Isolierschicht überzogen.

Nichtorientierter Siliziumstahl: Vorentschwefelung des heißen Metalls, sekundäre Entschwefelung durch Zugabe von Ca0+CaF: Flussmittel oder Seltenerdelemente und Kalzium beim Konverterblasen. Siedender geschmolzener Stahl wird nach der Vakuumbehandlung und Entkohlung weiter entschwefelt. Zum Legieren wird Ferrosilicium mit geringem Titan- und Zirkoniumgehalt ausgewählt.

 (4) Kornstruktur

Die Körner aus orientiertem Siliziumstahl sind geordnet angeordnet und werden im Allgemeinen in Transformatorkernen und einigen Motoren verwendet.

Die Körner von nichtorientiertem Siliziumstahl sind ungeordnet angeordnet. Es wird hauptsächlich in Statoren und Rotoren von Motoren, Kompressoren, großen Wasserturbinengeneratoren und anderen Geräten verwendet.

 (5) Leistung und Nutzung

Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der beiden gibt es Unterschiede in der Verwendungsrichtung.

Kaltgewalzte, nicht orientierte Siliziumstahlbleche werden hauptsächlich in der Generatorherstellung verwendet und werden daher auch als kaltgewalzter Motorensiliziumstahl bezeichnet.

Kaltgewalztes orientiertes Siliziumstahlband wird hauptsächlich in der Transformatorenherstellung verwendet und wird daher auch als kaltgewalzter Transformator-Siliziumstahl bezeichnet.

     

Matratzengrößenkategorie
Kategorie Siliziumgehalt/% Nenndicke/mm Hauptanwendung

Warmgewalzter Siliziumstahl

(nicht orientiert)

Warmgewalzter Stahl mit niedrigem Siliziumgehalt 1.0~2.5 0.5 Haushaltsmotoren und Mikromotoren
Warmgewalzter Stahl mit hohem Siliziumgehalt 3.0~4.5 0.35.0.50 Transformator
Kaltgewalzter Siliziumstahl Kaltgewalzter nichtorientierter Siliziumstahl Kohlenstoffarmer Siliziumstahl Kleiner oder gleich 0.5 0.50,0.65 Haushaltsmotoren, Mikromotoren, kleine Transformatoren und Vorschaltgeräte
Siliziumstahl >0.5~3.5 0.35,0.50 Große und mittlere Motoren, Generatoren, Transformatoren
Kaltgewalzter kornorientierter Siliziumstahl Gewöhnlicher orientierter Siliziumstahl 2.9~3.3 0.18,0.23,0.27,0.30,0.35 Große, mittlere und kleine Transformatoren und Vorschaltgeräte
Hochmagnetisch induktionsorientierter Siliziumstahl
Siliziumstahl für besondere Zwecke: Kaltgewalztes orientiertes Siliziumstahlband 2.9~3.3 0.03,0.05,0.10 Impulstransformatoren, Magnetverstärker, Hochfrequenztransformatoren und Schweißmaschinen
Kaltgewalztes, nichtorientiertes Siliziumstahlband 3.0 0.15,0.20 Hochfrequenzmotoren und -generatoren
Kaltgewalzter, nichtorientierter Siliziumstahl für Magnetschalter 3.0 0.70 Relais und Magnetschalter
Kaltgewalzter Stahl mit hohem Siliziumgehalt 6.5 0.1~0.5 Hochfrequenzmotoren, Transformatoren und magnetische Abschirmung
Leistungsindikatoren für Siliziumstahlbleche

1. Geringer Eisenverlust. Der wichtigste Qualitätsindikator. Alle Länder der Welt klassifizieren die Qualitäten nach dem Eisenverlustwert. Je geringer der Eisenverlust, desto höher der Gehalt und desto höher die Qualität.
2. Hohe magnetische Induktionsintensität. Siliziumstahlbleche, die bei gleichem Magnetfeld eine höhere magnetische Induktion erreichen können, können den daraus hergestellten Motor- oder Transformatorkern in Größe und Gewicht verkleinern, wodurch Siliziumstahlbleche, Kupferdrähte und Isoliermaterialien eingespart werden können.
3. Hoher Stapelkoeffizient. Die Oberfläche von Siliziumstahlblechen ist glatt, flach und gleichmäßig dick, was den Stapelkoeffizienten des Kerns verbessert.
4. Gute Stanzleistung. Dies ist wichtiger für die Herstellung von Kernen für Klein- und Mikromotoren.
5. Die Oberfläche weist eine gute Haftung und Schweißbarkeit auf der Isolierfolie auf, wodurch Korrosion verhindert und die Stanzleistung verbessert werden kann.
6. Kleines magnetisches Alterungsphänomen. Siliziumstahlbleche müssen nach dem Glühen und Beizen angeliefert werden.

 

Vergleich der Siliziumstahlsorten
Vergleichstabelle für nicht orientierten Siliziumstahl

Dicke
/mm

GB/T 252-1996

JISC2553
-2000

ASTM
A677M-98a

IEC60404
-8-4

Europäischer Standard
Stahlsorte Nr.


DIN46400-1-88

ROCT
21427.2-83

0.35

35A210

35W230

35A230

M230-35A5

35W250

35A250

36F320M

M250-35A5

1.0800

V250-35A

2413

35W270

35A270

36F342M

M270-35A5

1.0801

V270-35A

2412

35W300

35A300

36F386M

M300-35A5

1.0803

V300-35A

2411

35W330

36F408M

M330-35A5

1.0804

V330-35A

35W360

35A360

36F452M

M360-35A5

35W400

35W440

35A440

0.50

50W230

  50A230

50W250

  50A250

M250-50A5

1.0891

50W270

  50A270

M270-50A5

1.0806

V270-50A

50W290

  50A290

47F364M

M290-50A5

1.0807

V290-50A

2413

50W310

  50A310

47F397M

M310-50A5

1.0808

V310-50A

2412

50W330

47F419M

M330-50A5

1.0809

V330-50A

50W350

  50A350

47F441M

M350-50A5

1.0810

V350-50A

2411

50W400

  50A400

47F529M

M400-50A5

1.0811

V400-50A

2312

50W470

  50A470

47F617M

M470-50A5

1.0812

V470-50A

2212

50W540

M530-50A5

1.0813

V530-50A

50W600

  50A600

M600-50A5

1.0814

V600-50A

2112

50W700

  50A700

47F882M

M700-50A5

1.0815

V700-50A

2012

50W800

  50A800

47F992M

M800-50A5

1.0816

V800-50A

2111

50W1000

  50A1000

M1000-50A5

2011

50W1300

  50A1300

 

Vergleichstabelle zu kornorientiertem Siliziumstahl

Dicke
/mm

GB/T 252-1996

JISC2553
-2000

ASTM
A677M-98a

IEC60404
-8-4

Europäischer Standard
Stahlsorte Nr.


DIN46400-1-88

ROCT
21427.2-83

0.23

M127-23S5

1.0860

23G110

M120-23S5

1.0864

23P100

M100-23P5

1.0879

23P095

M95-23P5

23P090

M90-23P5

0.27

27Q140

M140-27S5

1.0865

VM89-27N

3405

27Q130

27G130

M130-27S5

1.0866

VM130-27S

3406

27Q120

27G120

27H163M

3407

270G110

27P110

27P146M

M110-27P5

3408

27QG100

27P100

M103-27P5

1.0880

0.30

30Q150

M150-30S5

1.0861

VM97-30N

3404

30Q140

30G140

30H183M

M140-30S5

1.0862

VM140-30S

3405

300130

30G130

3406

30QG130

3407

30QG120

30P120

30P154M

M117-30P5

1.0882

VM117-30P

3408

30QG110

30P110

M111-30P5

1.0881

VM111-30P

30P105

M105-30P5

1.0886

0.35

35Q165

M165-35S5

1.0856

VM111-35-N

3404

35Q155

35G155

35H207M

1.0857

VM155-35S

3405

35Q145

35G145

M150-35S5

3406

35Q135

3407

35QG135

35P135

M135-35P5

3408

35QG125

35P125

M125-35P5

35P115

 

 

 

Entwicklungsperspektiven

   Um zusammenzufassen. Siliziumstahl wird zur Herstellung von Windkraftanlagen, Anlagen zur Solarstromerzeugung usw. verwendet, um die Effizienz der Anlagen zu verbessern und Energieverluste zu reduzieren. Zusätzlich zu den oben genannten Hauptanwendungen wird Siliziumstahl auch häufig in Elektrofahrzeugen, Elektrowerkzeugen, Haushaltsgeräten und anderen Bereichen eingesetzt. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie wird Siliziumstahl ein breiteres Anwendungsspektrum in den Bereichen Elektrizität und Elektronik haben, um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden. Daher hat Siliziumstahl als wichtiger Bestandteil elektromagnetischer Materialien sehr wichtige Anwendungsaussichten und Marktnachfrage.

 

 

Frage:

 

Was ist Eisenverlust?

Unter Eisenverlust (auch Kernverlust genannt) versteht man den Energieverlust im Eisenkern elektrischer Geräte wie Transformatoren, Induktoren, Wechselstrommotoren und Wechselstromgeneratoren aufgrund des Einflusses des sich ändernden Magnetfelds auf den Magnetkern. Die verlorene Energie wird als Wärme und manchmal auch als Lärm abgegeben.

Eisenverlust kann in drei Arten unterteilt werden: Hystereseverlust, Wirbelstromverlust und anomaler Verlust.