Вы здесь: Статьи > Новая технология производства нелегированной холоднокатаной электротехнической стали

Новая технология производства нелегированной холоднокатаной электротехнической стали

Данная технология заключается в двухэтапной термообработке металла для производства нелегированной холоднокатаной электротехнической стали. На первом этапе осуществляется горячая прокатка низкоуглеродистой стали (с максимальным содержанием углерода 0,10%), с целью изготовления горячекатаной полосы с окалиной. На втором этапе окалину полученной полосы сначала покрывают слоем гидрооксида щелочного металла, гидрооксида щелочноземельного металла, карбоната щелочноземельного металла или гидроокиси алюминия, а затем смесью всех вышеперечисленных веществ. После этого полосу, с покрытой специальным (указанным выше) составом окалиной, прокаливают до температуры 700-950 градусов до тех пор, пока содержание углерода в стали не станет ниже 0,01%. Затем идет протравка, финальная холодная прокатка обезуглероженной стальной полосы и конечная прокалка. Температуры и время прокалки полосы составляют соответственно на первом этапе 350-600 градусов, 2 часа, и в конце – 600-780 градусов, 0,5 часа.

Данная технология предназначена для производства электротехнической стали с улучшенными магнитными и механическими свойствами, в основном в виде полос и листов.

Как известно, статоры и сердечники синхронных электродвигателей и электродвигатели прямого тока низкой и средней мощности обычно изготавливаются из холодно- или горячекатаной электротехнической стали, содержащей кремний в качестве легирующего элемента. Однако применение таких сталей неэффективно в асинхронных электродвигателях мощностью до 10 кВт и в электродвигателях прямого тока мощностью до 50 кВт, поскольку потери электроэнергии в магнитноактивной части таких двигателей составляют лишь 8-16% от общей потери электроэнергии. Здесь следует использовать нелегированную сталь. С одной стороны, цена электротехнической стали, которая не проходила легирование, ниже, чем цена легированной стали с содержанием кремния. С другой стороны, ее более высокая магнитная индукция значительно улучшает технические характеристики таких электродвигателей. Главное условие – нелегированная сталь должна быть однородной в магнитном отношении, т.е. магнитные свойства электротехнической стали должны быть равнонаправленными. Кроме того, магнитные свойства нелегированной электротехнической стали (коэрцитивная сила, магнитная индукция и пр.) не должны ослабевать с течением времени.

Однако в производстве нелегированной электротехнической стали для статоров и сердечников электродвигателей до сих пор существуют определенные технические трудности.

В частности, нелегированной электротехнической стали подходящие магнитные свойства можно придать только с помощью снижения содержания примесей в металле, и, прежде всего углерода и кислорода, до минимума. А во-вторых, приходится подвергать сталь особому типу прокатки и термообработке, чтобы обеспечить высокую магнитную индукцию и минимальные потери в стали.

Подготовка исходного материала для производства нелегированной электротехнической стали требует особой тщательности, поскольку содержание углерода и кислорода в болванке должно понижаться до возможного минимума одновременно, хотя при понижении уровня углерода содержание кислорода в стали повышается из-за условий равновесия. Поэтому, чтобы снизить количество углеродных и кислородных примесей, электротехнические стали подвергают конвертерной обработке, а для улучшения магнитных свойств электротехнической стали добавляют небольшое количество фосфора и/или марганца. Стальная заготовка нужного состава проходит предварительную термообработку и прокатывается в горячем виде до толщины 1,8-2,5 мм. После этого ее протравливают и опять подвергают холодной прокатке до толщины 0,5-1 мм, при этом сначала ее прокатывают в холодном виде до толщины на 4-12% большей, чем толщина готового листа электротехнической стали, затем отжигают и придают окончательную толщину и форму с помощью холодной прокатки.

Для получения электротехнической стали, свойства которой отвечают необходимым требованиям к магнитной индукции, ее на определенном этапе подвергают отжигу. Однако, нелегированная сталь, прошедшая высокотемпературную обработку (например, 750-780 градусов в течение 2 часов) в защитной газообразной среде или в вакууме, слишком мягкая, и из-за ее структуры возникают определенные проблемы при изготовлении сердечников сложной формы и дизайна. В процессе нарезки сердечников мягкая электротехническая сталь деформируется, что делает непригодными для дальнейшего применения. В то же время из-за деформации магнитные свойства изделия существенно ухудшаются.

Для того чтобы избежать всех этих сложностей, производители маркируют холоднокатаную нелегированную электротехническую сталь как «полуфабрикат». Сердечники нужной формы, используемые в статорах и анкерах, нарезаются прямо на заводе-изготовителе электродвигателей из «полуфабрикатов» и прокатываются до нужной толщины. А отжигу они подвергаются уже после установки.

Основным недостатком данного метода является то, что производство исходного металла, свободного от примесей, гораздо более дорогое, чем изготовление обычной нелегированной стали.

Главными преимуществами представленной технологии являются:

• быстрота и отличное качество обезуглероживания, снижение исходного содержания (0,08-0,10%) углерода в электротехнической стали до 0,01%
• возможность использовать обычную нелегированную горячекатаную сталь с примесями для производства электротехнической стали
• отсутствие необходимости использования специального оборудования для металлообработки
• улучшенные магнитные свойства электротехнической стали
• превосходные механические характеристики электротехнической стали

Копирование информации с сайта http://www.belenergo.ru запрещено. Все материалы защищены авторским правом.