Blogu

Chuma cha silikoni, kinachojulikana kisayansi kama mchanganyiko laini wa sumaku wa Fe-Si na pia huitwa chuma cha umeme, kina kiwango cha silikoni kinachotegemea kati ya 0.5% na 6.5%. Inanfanana na mabamba ya chuma nyembamba kama mabawa ya cicada lakini yenye “kumbukumbu” bora, iko na uwezo wa kupatiwa sumaku tena na tena katika uwanja wa sumaku unaobadilika bila kupata joto kwa urahisi. Faida zake kuu tatu – upitishaji mkubwa wa sumaku, upotevu mdogo wa chuma, na kiwango kikubwa cha msukumo wa sumaku wakati wa umejaa – huifanya kuwa “chaguo la kipekee” kwa nyoyo za chuma za mota, transfoma, na jenereta. Bila chuma hiki, mtandao wa umeme hauwezi kusafirisha kila kilowati-saa ya umeme kwa ufanisi; bila chuma hiki, viyoyozi vya hewa vya masafa yanayobadilika, magari ya nishati mpya, na mitambo ya upepo vyote “vingenyonyoa kama ng'ombe”.

02 Karne ya Safari – Ramani ya Teknolojia ya Chuma cha Silikoni

2.1 ◇ Enzi ya kusukumwa moto: Hatua ya kwanza kutoka chuma cha kaboni kidogo hadi chuma cha silikoni Mnamo 1886, Westinghouse nchini Marekani ilitumia sahani za chuma cha kaboni kidogo zenye kiwango cha kaboni cha 0.4% kama nyoyo za transforma, na kusababisha upotevu mkubwa wa sasa za mizunguko na uzee mkali wa sumaku. Mnamo 1902, Gumlich wa Ujerumani aligundua kwamba kwa kuongeza kiasi kidogo cha silikoni, upinzani uliongezeka sana, upotevu ulipungua kwa kiasi kikubwa, na uzeefu wa sumaku ulipunguzwa. Hivyo basi, chuma cha silikoni kilichopindwa kwa moto kiliingia katika hatua ya kihistoria. Ndani ya miaka michache tu, kilichukua nafasi ya chuma cha kaboni ya chini na kuwa “mhimili mkuu” wa mota na transfoma.

2.2 ◇ Enzi ya Kukandamiza Baridi: “Ujuzi Maalum” wa Chuma cha Silikoni Kilichoelekezwa Mnamo 1933, Gauss alitumia mizunguko miwili ya kukandamiza baridi na kupasha joto ili kuongeza mali za sumaku za chuma cha 3% Si kando ya mwelekeo wa kukandamiza. Mnamo 1953, kampuni ya Nippon Steel ya Japani ilichukua hatua zaidi kwa kuingiza vizuizi pacha vya AIN+MnS katika vipande vya chuma vilivyopindwa baridi. Mnamo 1964, walianzisha chuma cha silikoni kilichoelekezwa cha “Hi-B” chenye msukumo mkubwa wa sumaku, ambacho kilipandisha chuma cha umeme cha Japani hadi kileleni mwa dunia. Chuma cha silikoni kisichoelekeza kilichokunjwa baridi, kikiwa na faida zake za usahihi mkubwa wa unene, uso laini, na anisotropi ya chini ya kimagneti, kinaendelea kucheza jukumu la usaidizi katika mota ndogo.

2.3 ◇ Njia ya China: Kutoka kufuata hadi kusogea sambamba. Mnamo 1952, Kiwanda cha Chuma na Chuma cha Taiyuan kilichukua uongozi katika uzalishaji wa majaribio wa chuma kilichorolwa moto chenye silikoni kidogo. Mnamo 1974, Kampuni ya Chuma na Chuma ya Wuhan ilianzisha hati miliki ya Hi-B ya Kijapani, na mnamo 1979, Hi-B iliyotengenezwa nchini ilianza kutoka kwenye mstari wa uzalishaji, ambayo hadi leo bado ni “mzigo” kwa chuma cha silikoni cha kuelekezwa cha ndani. Siku hizi, Wuhan Iron and Steel, Baosteel, na Shougang zinaunda ushindani wa pande tatu, huku chuma cha silikoni kilichoelekezwa cha hali ya juu kikitumizwa nje kwa wingi. Chuma cha umeme kinachotengenezwa nchini China kimekuwa na nusu ya hisa ya soko la dunia.

03 Uainishaji na Matumizi – Kuelewa “Nani Anapaswa Kumtumia Nani” kwa Mchoro Mmoja

3.1 ◇ Chuma cha umeme chenye silikoni kidogo (Si<0.5%) kulingana na kiwango cha silikoni: kinafaa kwa vifaa vidogo vya nyumbani vinavyohitaji utendaji mdogo wa kielektromagneti, kikiwa na mchakato rahisi, gharama ndogo, na karibu “mchakato uleule” kama chuma cha kaboni tupu.

Chuma cha umeme cha silikoni cha wastani (0.5%<Si<4.5%): nyenzo kuu kwa ajili ya kiini cha mota na trafoma, yenye madaraja mengi na mfumo tata.

Chuma cha umeme chenye silikoni ya juu (4.5%<Si≤6.5%): “maalum” kwa mota za mara kwa mara ya juu, koili za choke, na kinga ya sumaku. Kina unyumbufu duni katika joto la kawaida na kwa sasa kinaweza kuchakatwa tu kuwa vipande vyembamba kupitia teknolojia ya silikoni.

3.2 ◇ Chuma cha umeme kilichopindwa moto kilichogawanywa kwa njia ya uzalishaji na mwelekeo wa kristali: Aina hii karibu imeondolewa kabisa na inatumika tu kwa lamination za kiwango cha chini.

Iliyopindwa baridi isiyoelekezwa: unene wa 0.65–0.35 mm, anisotropi ya sumaku ya chini, koefishienti ya juu ya kuchoma, hutumika sana katika mota mbalimbali.

Umbile la mwelekeo mmoja lililopindwa baridi (Goss): chembe huvutwa kwa urahisi kwa mwelekeo wa kupindwa, kikiwa na pembe ya upotovu ya 7° kwa chuma cha CGO na B8 ≈ 1.82 T; kwa chuma cha Hi-B, pembe ya upotovu ni 3°, na B8 ≈ 1.90 T. Hutumika hasa kwa transfoma kubwa na koili za choke.

Ugurudishaji baridi wa mwelekeo mbili (kubiki): dhana ya maabara, bado haijafanywa viwandani.

Mchoro wa 2 unaonyesha ramani ya dunia ya matumizi ya chuma cha silikoni: transfoma zinaonekana zaidi, zikifuatiwa kwa karibu na mota, na vifaa vya mzunguko wa juu vinaongezeka.

04 Viashiria vya utendaji – upotevu wa chuma na uanzishaji wa sumaku ni “fedha ngumu”

4.1 ◇ Upotevu wa chuma P: Upotevu wa chuma wa “funeli ya joto” katika uwanja wa sumaku unaobadilika = upotevu wa hysteresis Ph + upotevu wa sasa za eddy Pe + upotevu usio wa kawaida Pa.

Chuma cha silikoni kisichoelekezwa: Ph inachangia sehemu kubwa, na P1.5/50 ndiyo kiini cha tathmini.

Chuma cha silikoni kilichopangwa kwa mwelekeo wa nafaka: upitishaji (Pe) unatawala, na P1.7/50 huamua moja kwa moja ongezeko la joto na upotevu bila mzigo wa transfoma.

4.2 ◇ Kiasi cha induction ya sumaku B: Hii huamua ni kiasi gani cha uwanja wa sumaku kiini cha chuma kinaweza kuhifadhi. Kuongeza Bm kunaweza kupunguza eneo la msalaba la kiini cha chuma, kupunguza uzito wa waya wa shaba, na kupunguza mkondo wa kuchochea. Kwa vifaa visivyoelekezwa, B50 (5 kA/m) hutumika, wakati kwa vifaa vilivyoelekezwa, B8 (T) hutumika. Kadiri thamani inavyoongezeka, ndivyo inavyokuwa “ghali” zaidi.

4.3 ◇ Mahitaji ya ziada: Tofauti ya upotevu wa chuma kati ya mwelekeo wa mrefu na wa wima inapaswa kuwa ≤8%, na tofauti ya induction ya sumaku inapaswa kuwa ≤10%, kuhakikisha utendaji thabiti baada ya lamination.

Ni kwa kuboresha kikamilifu umbo la sahani iliyopindwa moto, ukoromeo wa sahani iliyopindwa baridi, na ubora wa mfuniko wa upunguzaji wa uhamishaji joto ndipo tunaweza kuzalisha bidhaa ya “dual-high” yenye upotevu mdogo wa chuma na uingizaji mkubwa wa sumaku.

05 Njia ya uwakilishi wa daraja – fahami “msimbo wa nambari” kwa mtazamo mmoja

Mchoro 3 unafafanua sheria za daraja kwa chuma cha silikoni cha ndani kisichoelekezwa na kilichoelekezwa katika mistari mitatu ya msimbo: msimbo wa nyenzo + nambari ya mfululizo + msimbo wa matumizi, ambayo ni rahisi na rahisi kukumbuka.

06 Mwelekeo wa Baadaye – Nyembamba, Chini, na Wenye Ufanisi Zaidi

Chuma cha silikoni kisichoelekezwa cha unene mwembamba na upotevu mdogo wa chuma: kukata kwa ziada kwa 0.35 mm kunaweza kupunguza upotevu wa chuma kwa 10% zaidi, na huenda kuongeza ufanisi wa motor kwa asilimia 2–3.

Chuma cha silikoni kilichoelekezwa kwa Hi-B chenye upotevu mdogo sana wa kiini: Nippon Steel imeweza kusambaza kwa utulivu chuma chenye unene wa 0.15–0.35 mm. Japan Steel Tube Corporation imezalisha vipande vyembamba vyenye silikoni nyingi kwa kutumia utengenezaji wa silikoni kwa njia ya CVD, na watengenezaji wa Kichina wanakaribia.

Chuma chenye silikoni nyingi kwa vifaa vya kuokoa nishati vya masafa ya kati na ya juu: “kiwango cha kichawi” cha 6.5% Si bado kinang'aa na kuzalisha joto katika masafa ya juu, na mota za magari ya nishati mpya na mifumo ya propulsion ya baharini zinakuwa uwanja mpya wa vita.

Teknolojia ya mapinduzi ya kizazi kijacho: nanokristalini, amorfusi na mchanganyiko wa chuma cha silikoni, upoozaji wa haraka sana (USAB) + vizuizi vya nanometer, vinavyoweza kuanzisha enzi mpya ambapo upotevu wa chuma unapunguzwa hadi chini ya P17/50.

Kadiri mtandao wa umeme unavyobadilika kuwa wa kijani, wenye ufanisi, na uliosambazwa, kila kilowati-saa ya umeme lazima ihesabiwe na kuhifadhiwa. Chuma cha silikoni, kinachotumika kama “ubongo” wa mota na transfoma, kinashughulikia swali la dharura la enzi hii kwa mtazamo wa nyenzo: jinsi ya kufanya chuma kiwe na akili zaidi? Jibu linaweza kuwa katika vipande vyembamba zaidi, upotevu mdogo wa chuma, na uanzishaji mkubwa wa sumaku—haya ndiyo msingi wa mapinduzi yajayo ya nishati.