Elektrotechnická ocel s orientovaným zrnem: klíčová aplikace pro vysoce účinné elektromagnetické materiály

Elektrotechnická ocel orientovaná na zrno (GOES) je druh oceli se speciálními magnetickými vlastnostmi a je široce používán v hlavních součástech energetických zařízení a transformátorů. Na rozdíl od běžné oceli má orientovaná elektroocel vynikající magnetickou permeabilitu a nízké energetické ztráty, takže hraje zásadní roli při přenosu a přeměně energie.
Elektrotechnická ocel s orientovaným zrnem je speciálně zpracovaná nízkouhlíková ocel, která se používá hlavně k výrobě magnetických součástek pro transformátory, generátory, motory a další zařízení. Jeho největší vlastností je, že zrna jsou uspořádána v určitém směru, obvykle s výraznou orientací v podélném nebo příčném směru. Tato struktura umožňuje oceli mít extrémně nízkou hysterezní ztrátu a vysokou magnetickou permeabilitu v určitém směru, čímž se zlepšuje účinnost elektromagnetického zařízení.
Výrobní proces orientované elektrooceli je velmi složitý a obvykle zahrnuje následující kroky:
Výroba elektrotechnické oceli s orientovaným zrnem vyžaduje nejprve tavení, smíchání vysoce čistého železa a legujících prvků za vzniku základní roztavené oceli. Po odlití se roztavená ocel ochladí na sochory nebo plechy.

Během procesu válcování za tepla a za studena se na povrchu orientované elektrooceli postupně tvoří tenčí ocelové plechy s tloušťkou obvykle od 0,2 mm do 0,5 mm. Proces válcování řídí nejen tloušťku oceli, ale ovlivňuje také orientaci zrn.
Prostřednictvím specifického procesu tepelného zpracování, zejména během procesu žíhání, je orientace zrn řízena tak, aby byla zrna vyrovnána podélně nebo příčně. Tento proces, často nazývaný „zpracování orientace zrn“, může výrazně zlepšit magnetické vlastnosti oceli.
Na povrch formované elektrotechnické oceli s orientovaným zrnem se obvykle přidává tenká vrstva izolačního povlaku, aby se zabránilo zkratům a hysterezi během používání. Kromě toho jsou pro další optimalizaci magnetických vlastností oceli nutné procesy následného zpracování, jako je žíhání.
Největší vlastností elektrooceli s orientovaným zrnem je její vysoká magnetická permeabilita, což znamená, že může poskytovat silnou magnetickou indukci při nižších magnetických polích. Vysoká magnetická permeabilita znamená, že energetická zařízení mohou přenášet elektrickou energii efektivněji a snižovat energetické ztráty při běhu.
Další důležitou vlastností elektrooceli s orientovaným zrnem je nízká hysterezní ztráta. Hysterezní ztráta se týká energie spotřebované magnetickými materiály při změně magnetického pole. Nízká hysterezní ztráta může výrazně zlepšit energetickou účinnost energetických zařízení.
Elektrotechnická ocel s orientovaným zrnem má silnou odolnost proti proudovému nárazu, díky čemuž je stabilnější ve vysoce zatížených a vysokonapěťových pracovních prostředích a je vhodná pro použití v hlavních částech transformátorů a motorů.
Díky charakteristikám orientace zrn elektrotechnické oceli s orientovaným zrnem může účinně snížit elektromagnetické ztráty a zlepšit provozní účinnost energetických zařízení. Zejména u transformátorů může použití elektrooceli s orientovaným zrnem výrazně snížit energetické ztráty během provozu.
Jednou z nejdůležitějších oblastí použití elektrooceli s orientovaným zrnem jsou výkonové transformátory. V transformátorech se k výrobě jádrové části používá orientovaná elektroocel, která může výrazně snížit energetické ztráty a zlepšit účinnost a stabilitu transformátoru. Protože se často vyžaduje, aby transformátory pracovaly při vysokém zatížení po dlouhou dobu, použití elektrotechnické oceli s orientovaným zrnem může výrazně zlepšit dlouhodobý výkon zařízení.
Elektrotechnická ocel orientovaná na zrno je také široce používána v generátorech a elektromotorech. Může snížit ztráty energie během výroby energie a provozu motoru a zlepšit účinnost a životnost zařízení.
U vysokofrekvenčních transformátorů a napájecích zařízení jsou zvláště důležité nízkoztrátové vlastnosti elektrooceli s orientovaným zrnem. Dokáže efektivně snížit ztráty při vysokofrekvenčním provozu a zajistit efektivní provoz zařízení.
Použití orientované elektrooceli v energetických zařízeních a elektrických přenosech může zlepšit účinnost celého energetického systému, snížit ztráty energie při přenosu energie a snížit provozní náklady.
Vzhledem k tomu, že globální zaměření na energetickou účinnost a udržitelnost neustále roste, poptávka po elektrotechnické oceli orientované na zrnitost neustále roste. V budoucnu se bude výzkum a vývoj elektrooceli s orientovanou strukturou dále zaměřovat na následující aspekty:
S pokrokem vědy a techniky se výrobci zavazují zlepšovat magnetické vlastnosti orientované elektrooceli, zejména zvyšovat její magnetickou permeabilitu a snižovat hysterezní ztráty, aby splnili vyšší požadavky na materiálový výkon vysoce účinných energetických zařízení.
Významným směrem v budoucnu se stane výzkum a vývoj ekologicky orientovaných materiálů z elektrotechnické oceli. Vzhledem k tomu, že předpisy na ochranu životního prostředí se neustále zpřísňují, budou se výrobci zavazovat k vývoji neznečišťujících, recyklovatelných orientovaných materiálů z elektrooceli.
Elektrotechnická ocel orientovaná na zrno může v budoucnu najít více uplatnění v inteligentních sítích, elektrických vozidlech a dalších oborech. S rozvojem inteligentní technologie budou na trhu stále populárnější vysoce výkonné elektroocelové materiály na míru.