État du produit et tendances de développement de l’acier électrique orienté
L'acier électrique à grains orientés est le matériau de base des noyaux de divers types de produits électriques à champ magnétique directionnel tels que les transformateurs, les ballasts, les amplificateurs, les régulateurs de tension, les relais, les redresseurs et les commutateurs électromagnétiques. À l'heure actuelle, les transformateurs évoluent principalement sous deux aspects : premièrement, vers l'ultra-haute tension extra-large, avec des niveaux de tension évoluant de 220, 330, 500 kV à 750, 1 000 kV ; deuxièmement, vers les économies d'énergie, la miniaturisation, le faible bruit, la haute impédance et l'antidéflagrant. Ces produits sont principalement des produits de petite et moyenne taille, comme le nouveau transformateur de distribution S9 qui est actuellement recommandé pour une utilisation dans la transformation des réseaux électriques urbains et ruraux. Selon les statistiques de la branche des transformateurs de la China Electrical Industry Association, les transformateurs traditionnels sont divisés en quatre grandes catégories en fonction des niveaux de tension, à savoir : les transformateurs de 500 kV et plus, les transformateurs de 220-500kV, les transformateurs de 110-200kV et transformateurs inférieurs à 110kV. Les nuances d'acier au silicium orienté utilisées sont les suivantes :
1) Les notes detôles d'acier au siliciumutilisé danstransformateursau-dessus de 500 kV sont 30ZH120, 30ZH110 et 27ZH100 ;
2) Les qualités de tôles d'acier au silicium utilisées dans les transformateurs convertisseurs ± 500 kV sont 27ZDKH90 et 23ZDKH90 ;
3) Les qualités de tôles d'acier au silicium utilisées dans les transformateurs 110 ~ 220 kV sont 30Q140, 30Q130, 30ZH120 et 30ZH110 ;
4) Les qualités de tôles d'acier au silicium utilisées dans les transformateurs 35 kV sont 30Q130 et 30Q140 ;
5) La qualité des tôles d'acier au silicium utilisées dans le transformateur de distribution de type S9 10 kV est 30Q130, et la qualité des tôles d'acier au silicium utilisée dans le transformateur de distribution de type S11 10 kV est 30ZH120.
Cependant, en termes de développement de variétés d'acier au silicium à grains orientés, l'écart entre la Chine et les entreprises étrangères avancées, en particulier le Japon, est relativement grand, en particulier pour les variétés d'acier au silicium à grains orientés de haute qualité et les spécifications que certains Japon ont mises en place. dans la production industrielle.
1) Domaines magnétiques raffinés représentés par Nippon Steel : principalement utilisés pour les grands noyaux de transformateurs haut de gamme, les variétés marquées au laser telles que 23ZDKH90, 85, 80 et 27ZDKH95, 90, et les variétés marquées mécaniquement telles que 23ZDMH90, 85, 80 et 27ZDMH95. ,90.
2) Acier au silicium à grains orientés de haute qualité représenté par Nippon Steel : À l'heure actuelle, la nuance générale d'acier au silicium à grains orientés en Chine est le 30Q120, tandis que les variétés de qualité supérieure telles que 23ZH100, 95, 90, 27ZH100, 95 et 30ZH100, 095 ne peut pas encore être produit.
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) Seigneur.
4) L'acier au silicium orienté B8 élevé JGS apparaît dans l'acier au silicium orienté représenté par JFE : la perte de fer du matériau JGS est la même que celle des produits de spécification normale, et il est particulièrement adapté à la fabrication de transformateurs à faible bruit, mais B8 supérieur à ou égal à 1,92 ~ 1,93T (matériau Hi-B traditionnel B8 supérieur ou égal à 1,89T).
5) JGE apparaît dans l'acier au silicium orienté représenté par JFE : JGE a de bonnes propriétés magnétiques dans les directions longitudinale et transversale, et son effet d'utilisation est meilleur que l'acier GO. Il est particulièrement adapté à la fabrication de noyaux divisés et de produits à noyau EI hautes performances.
À l'heure actuelle, l'acier au silicium à grains orientés est principalement développé dans les aspects suivants : faible perte de fer, induction magnétique élevée et spécifications fines.
1) Acier au silicium orienté à très faible perte de fer.
① Domaines magnétiques raffinés : la technologie de raffinage du domaine magnétique peut réduire la perte d'acier au silicium orienté de 10 % à 20 %. De nombreuses entreprises sidérurgiques ou instituts de recherche scientifique ont mené des recherches sur cette technologie. La société japonaise Nippon Steel Corporation utilise la technologie d'irradiation laser pour réduire la perte d'acier Hi-B d'environ 15 %. La tôle d'acier au silicium raffinée dans le domaine magnétique portant la marque ZDKH a été mise sur le marché en 1983. La société japonaise JFE a développé une technologie de raffinement du domaine magnétique résistante à la chaleur et ses produits de 0,23 mm et 0,27 mm sont commercialisés sous le nom de JGSD. Dans les brevets européens et américains, des méthodes de raffinement du domaine magnétique par déformation thermique locale ou formation de rainures de roulement ont également été rapportées.
② Revêtement de tension déposé : Le revêtement de tension de l'acier au silicium a été proposé par des chercheurs de Nippon Steel au Japon en 1973. Le mécanisme est le suivant : après que la tôle d'acier au silicium a été recuite à haute température, en raison de la grande différence de coefficient de dilatation thermique entre le revêtement et la tôle d'acier au silicium. Les taux de retrait des deux sont différents lors du refroidissement. Le retrait du revêtement est relativement faible et le substrat en tôle d'acier au silicium est soumis à une certaine force de traction, ce qui peut réduire la perte de fer par unité de masse de la tôle d'acier au silicium. Des recherches menées par Kawasaki Steel Corporation au Japon montrent que l'utilisation de la technologie de décharge par cathode creuse pour préparer un revêtement sous tension TiN sur la surface de l'acier au silicium peut réduire la perte d'acier au silicium de 40 %. De plus, l'utilisation de la technologie sol-gel pour préparer un film d'oxyde d'aluminium sur la surface de l'acier au silicium orienté peut réduire les pertes de fer.
③Réduction d'épaisseur ({{0}},15 mm) : l'historique de développement de la spécification d'épaisseur de l'acier au silicium orienté va de 0,35 mm →0,30 mm →{{10}},27 mm→0,23 mm→0,20 mm→0,15 mm. Actuellement, la fine bande d'acier au silicium orientée de 0,20 mm d'épaisseur est un matériau magnétique doux utilisé sous un champ magnétique de 400 Hz. Il présente les caractéristiques d'une intensité d'induction magnétique élevée et d'une faible perte de fer et constitue un matériau de base idéal pour les transformateurs de radar militaires.
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 peut être atteint.
3) Acier au silicium à double orientation à grains fins : tôles d'acier au silicium à double orientation avec {100}<001>la texture cubique est produite par la méthode de décarburation de l'oxyde de silicium. Ils ont non seulement une induction magnétique élevée, mais également une induction magnétique considérablement faible dans le sens de roulement et dans le sens transversal. des pertes de fer et de la magnétostriction. Le B8 vertical et horizontal peut atteindre 1,85~1,90T et P1,7/50 est inférieur à 1,02 W/kg (0,30 mm).
4) Acier orienté Si à 6,5 % : Actuellement, la fraction massique de silicium dans les tôles d'acier au silicium produites en série dans le monde est principalement contrôlée à moins de 4 %. Lorsque la fraction massique de silicium dans la tôle d'acier au silicium atteint 6,5 %, le coefficient de magnétostriction tend vers zéro, la résistivité augmente et la perte par courants de Foucault diminue, montrant ainsi d'excellentes propriétés magnétiques à des fréquences plus élevées. Par conséquent, la tôle d'acier au silicium à haute teneur en Si de 6,5 % est un matériau de base idéal pour produire un faible bruit et une faible perte de fer, et ses travaux de développement ont reçu une large attention. Actuellement, Sumitomo Metal et Nippon Steel développent des tôles d'acier au silicium à haute teneur en silicium. Leur B8 peut atteindre 1,62~1,65T et P10/50 est de 0,15 W/kg (0,2 mm), ce qui peut être utilisé pour fabriquer des noyaux d'appareils électriques haute fréquence.
5) Acier au silicium orienté sans inhibiteur : La production d'acier au silicium orienté sans inhibiteurs a été partiellement utilisée dans la production (par exemple, JGE propose ce produit), et la recherche sur les applications est encore élargie. De basses températures de chauffage des dalles peuvent être utilisées sans décarburation.
6) Le développement de spécialitésacier électriquedes plaques, telles que des bandes minces d'acier au silicium orienté triple recristallisé d'une épaisseur inférieure à 0,1 mm, des plaques de fer pur orientées avec une induction magnétique à saturation élevée et des performances d'isolation élevées, des revêtements isolants et des revêtements adhésifs sans pollution sont également besoin urgent. question.