Kornorienteret elektrisk stål: en nøgleapplikation til højeffektive elektromagnetiske materialer

Kornorienteret elektrisk stål (GOES) er en slags stål med specielle magnetiske egenskaber og er meget udbredt i kernekomponenter i kraftudstyr og transformere. I modsætning til almindeligt stål har orienteret elektrisk stål fremragende magnetisk permeabilitet og lavt energitab, så det spiller en afgørende rolle i kraftoverførsel og omdannelse.
Kornorienteret elektrisk stål er et specialforarbejdet lavkulstofstål, der hovedsageligt anvendes til fremstilling af magnetiske komponenter til transformere, generatorer, motorer og andet udstyr. Dens største egenskab er, at kornene er arrangeret i en bestemt retning, normalt med betydelig orientering i længde- eller tværretningen. Denne struktur gør det muligt for stålet at have ekstremt lavt hysteresetab og høj magnetisk permeabilitet i en bestemt retning, hvilket forbedrer effektiviteten af ​​elektromagnetisk udstyr.
Fremstillingsprocessen for orienteret elektrisk stål er meget kompleks og omfatter normalt følgende trin:
Fremstillingen af kornorienteret elektrisk stål kræver først smeltning, blanding af højrent jern og legeringselementer for at danne basisk smeltet stål. Efter støbning afkøles det smeltede stål til billets eller plader.

Under varm- og koldvalsningsprocesserne danner overfladen af ​​orienteret elektrostål gradvist tyndere stålplader, med tykkelser normalt fra 0,2 mm til 0,5 mm. Valseprocessen styrer ikke kun stålets tykkelse, men påvirker også orienteringen af ​​kornene.
Gennem en specifik varmebehandlingsproces, især under udglødningsprocessen, styres orienteringen af ​​kornene, så kornene er rettet på langs eller på tværs. Denne proces, ofte kaldet "kornorienteringsbehandling", kan forbedre stålets magnetiske egenskaber betydeligt.
Et tyndt lag isolerende belægning tilføjes normalt til overfladen af ​​dannet kornorienteret elektrisk stål for at forhindre kortslutninger og hysterese under brug. Derudover er der behov for efterbehandlingsprocesser såsom udglødning for yderligere at optimere stålets magnetiske egenskaber.
Den største egenskab ved kornorienteret elektrisk stål er dets høje magnetiske permeabilitet, hvilket betyder, at det kan give stærk magnetisk induktion under lavere magnetiske felter. Høj magnetisk permeabilitet betyder, at kraftudstyr kan transmittere elektrisk energi mere effektivt og reducere energitab, når det kører.
Et andet vigtigt træk ved kornorienteret elektrisk stål er lavt hysteresetab. Hysteresetab refererer til den energi, der forbruges af magnetiske materialer under ændringen af ​​magnetfeltet. Lavt hysteresetab kan forbedre energieffektiviteten af ​​strømudstyr betydeligt.
Kornorienteret elektrisk stål har stærk modstand mod strømpåvirkning, hvilket gør det mere stabilt i højbelastnings- og højspændingsarbejdsmiljøer og er velegnet til brug i kernedele af transformere og motorer.
På grund af kornorienteringsegenskaberne for kornorienteret elektrisk stål kan det effektivt reducere elektromagnetiske tab og forbedre driftseffektiviteten af ​​strømudstyr. Især i transformere kan brugen af ​​kornorienteret elektrostål reducere energitabet under driften betydeligt.
Et af de vigtigste anvendelsesområder for kornorienteret elektrisk stål er krafttransformatorer. I transformere bruges orienteret elektrisk stål til at fremstille kernedelen, hvilket kan reducere energitabet betydeligt og forbedre transformatorens effektivitet og stabilitet. Da transformatorer ofte skal fungere ved høje belastninger i lange perioder, kan brugen af ​​kornorienteret elektrisk stål forbedre udstyrets langsigtede ydeevne betydeligt.
Kornorienteret elektrisk stål er også meget brugt i generatorer og elektriske motorer. Det kan reducere energitab under strømproduktion og motordrift og forbedre udstyrets effektivitet og levetid.
I højfrekvente transformere og strømforsyningsudstyr er lavtabsegenskaberne ved kornorienteret elektrisk stål særlig vigtige. Det kan effektivt reducere tab under højfrekvent drift og sikre effektiv drift af udstyr.
Anvendelsen af ​​orienteret elektrisk stål i kraftudstyr og elektrisk transmission kan forbedre effektiviteten af ​​hele kraftsystemet, reducere energitab under kraftoverførsel og reducere driftsomkostningerne.
Efterhånden som det globale fokus på energieffektivitet og bæredygtighed fortsætter med at vokse, vokser efterspørgslen efter kornorienteret elektrisk stål støt. I fremtiden vil forskning og udvikling af kornorienteret elektrostål yderligere fokusere på følgende aspekter:
Med fremskridt inden for videnskab og teknologi vil producenterne være forpligtet til at forbedre de magnetiske egenskaber af orienteret elektrisk stål, især at øge dets magnetiske permeabilitet og reducere hysteresetab, for at opfylde de højere krav til materialeydelse af højeffektivt kraftudstyr.
Forskning og udvikling af miljøvenlige orienterede elektriske stålmaterialer vil blive en vigtig retning i fremtiden. Efterhånden som miljøbeskyttelsesreglerne fortsætter med at styrke, vil producenterne være forpligtet til at udvikle ikke-forurenende, genanvendelige orienterede elektriske stålmaterialer.
Kornorienteret elektrisk stål kan også finde flere anvendelser i smart grids, elektriske køretøjer og andre områder i fremtiden. Med udviklingen af ​​smart teknologi vil tilpassede og højtydende elektriske stålmaterialer blive stadig mere populære på markedet.