Việc bổ sung silic (Si) vào sắt (Fe) theo tỷ lệ thích hợp với sự trợ giúp của một quy trình sản xuất nhất định giúp cải thiện đáng kể các tính chất từ và điện của sắt. Vào cuối thế kỷ 19, người ta phát hiện ra rằng việc bổ sung silic vào sắt đã cải thiện đáng kể điện trở suất của sắt, và do đó thép silic hay những gì chúng ta biết đến ngày nay là thép điện đã được phát triển. Không chỉ giảm tổn thất dòng điện xoáy trong thép mà còn quan sát thấy sự cải thiện đáng kể về độ từ thẩm và giảm từ tính. Bảng sau đây cho thấy các hành vi điện và từ tính nhất định của sắt thay đổi như thế nào khi thêm silicon vào.
NP Goss, nhà phát minh đầu tiên của quy trình sản xuất thép silicon định hướng hạt cán nguội hay còn gọi là CRGO vào năm 1933 đã đưa ra ý tưởng bằng cách nói của riêng mình "Tôi có bằng chứng thực nghiệm khiến tôi tin rằng có mối quan hệ rõ ràng giữa kích thước hạt và độ dẻo của một mẫu và các tính chất từ tính của nó. Các thử nghiệm này chứng minh rằng các hạt nhỏ, đồng đều và độ dẻo cao đi kèm với độ thấm cao. " Ý tưởng này đã gây ra một cuộc cách mạng trong ngành thép dẫn đến việc sản xuất các loại thép chất lượng cao. Tùy thuộc vào hướng của hạt, có hai loại thép silic:
Thép silic định hướng hạt (GO).
Thép silicon không hạt định hướng (GNO).
Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ nói về thép GO. Cụ thể, chúng ta sẽ nói về thép silic định hướng hạt cán nguội (CRGO) và các ứng dụng của nó.
thép cán nguội
Nó được thực hiện để giảm độ dày của thép trong phạm vi 0. 1mm đến 2mm mà không thể đạt được bằng cách cán nóng. Trong quá trình này, dưới các điều kiện được kiểm soát cẩn thận, các đặc tính từ tính tối ưu đạt được theo hướng lăn. Hướng này còn được gọi là kết cấu Goss (110) [001] là hướng dễ từ hóa theo hướng lăn. Điều này có thể được hiển thị trong hình dưới đây. Thép hướng hạt không được sử dụng trong máy điện quay mà từ trường nằm trong mặt phẳng của các tấm, nhưng góc giữa từ trường và hướng cán luôn thay đổi. Thép silic định hướng không hạt được sử dụng cho việc này.
Tính chất của thép CRGO
Nó là một vật liệu từ tính mềm và có các đặc tính sau
Độ từ tính cao.
Giảm ma sát từ.
Điện trở suất cao.
Hệ số xếp chồng hoặc cán cao cho phép thiết kế lõi nhỏ gọn.
Tổn thất thấp.
Các loại thép CRGO
Các cấp thép sớm nhất được biết đến là M7 (0. 7 Watts / lbs ở 1,5T / 6 {7}} Hz) và M6 (0,6 Watts / lbs ở 1,5T / 60Hz).
Tương tự như vậy, vào cuối những năm 1960, các cấp M5, M4 và M3 đã được phát triển.
Một loại vật liệu mới được gọi là Hi-B có độ định hướng vượt trội và tốt hơn 2-3 độ so với các sản phẩm thép CRGO thông thường.
Ứng dụng thép Silicon CRGO làm lõi máy biến áp
Thép cấp CRGO chủ yếu được ứng dụng làm vật liệu cốt lõi cho máy biến áp điện lực và máy biến áp phân phối. Điều này có thể được giải thích như sau
Độ từ thẩm cao dẫn đến dòng kích từ thấp và cảm ứng thấp hơn.
Độ trễ thấp và tổn thất dòng điện xoáy.
Yếu tố cán tuyệt vời cho phép thiết kế tốt hơn và nhỏ gọn hơn, do đó cần ít vật liệu hơn.
Đặc điểm bão hòa đầu gối cao.
Mức độ hạn chế từ rất thấp cho phép giảm tiếng ồn.
Tăng khả năng cuộn dây dễ dàng và cải thiện năng suất.
Phạm vi tương lai của thép silicon CRGO
Mặc dù đã có những lựa chọn thay thế cho các loại thép CRGO, chẳng hạn như niken-sắt, mu-metal, dải boron vô định hình, siêu thủy tinh, v.v., thép CRGO vẫn là sự lựa chọn ưu việt trong ngành công nghiệp máy biến áp. Các hợp kim như kim loại vô định hình Fe 78- B 13- Si9 đã được chứng minh là có tổn hao lõi thấp hơn nhiều khi được sử dụng làm lõi máy biến áp phân phối so với thép cấp CRGO. Thành phần bổ sung silicon tối ưu trong thép có thể thay đổi kết cấu để đạt được các đặc tính từ tính mong muốn khi được sản xuất trong các điều kiện được kiểm soát.
