Анизотропная электротехническая лента

Лента стальная электротехническая холоднокатаная анизотропная марок 3421, 3422, 3423, 3424, 3425 по ГОСТ 21427.4-78

Лента производится в соответствии с требованиями, которые изложены в ГОСТ 21427.4-78 «Лента стальная электротехническая холоднокатаная анизотропная», требования которого представлены в таблице 1. Основной нормируемой характеристикой для ленты толщинами 0,08; 0,10 мм являются удельные потери на перемагничивание при частоте 400 Гц и магнитной индукции 1,5 Тл. Для ленты толщиной 0,05 мм основной характеристикой являются удельные потери при частоте 1000 Гц и магнитной индукции 1,0 Тл. Как видно из таблицы 1, лента может производиться марок 3421-3425, в зависимости от уровня удельных потерь. Для ленты толщиной 0,08-0,10 мм удельные потери изменяются от 15 до 22 Вт/кг; для ленты толщиной 0,05мм - от 20 до 24 Вт/кг. Магнитная индукция в поле напряженностью 2500 А/м должна быть не менее 1,82 Тл для высших марок и не менее 1,75 Тл для низших.

Лента стальная холоднокатаная электротехническая анизотропная с низкими удельными потерями ТУ 14-123-201-2006

Магнитные свойства ленты из электротехнической стали по ГОСТ 21427.4-78

Таблица 1

Марка стали

Толщина, мм

Удельные потери, Вт/кг, не более

Коэрцитивная сила, Нс, А/м, не более

Магнитная индукция, Тл, не менее, при напряженности магнитного поля, А/м, В 2500

Р 1,5/400

Р 1,0/1000

3421

0,08

22

-

36

1,70

0,05

-

24

-

1,70

3422

0,08

19

-

32

1,75

0,05

-

24

-

1,75

3423

0,08

17

-

28

1,82

0,05

-

22

-

1,82

3424

0,08

16

-

-

1,82

0,05

-

22

-

1,82

3425

0,08

15

-

-

1,82

0,05

-

20

-

1,82


Качество изготовленной ленты из ЭТС оценивается в ЦЗЛ ОАО «АМЗ» по характеристикам, предъявленным потребителем. ЦЗЛ аттестована на право проведения магнитных испытаний (имеет соответствующий аттестат).

Электротехнические железокремнистые стали, относятся к классу ферромагнитных магнитно-мягких сплавов, которые характеризуются узкой петлей гистерезиса, малой коэрцитивной силой, высокой магнитной индукцией и проницаемостью, минимальными общими удельными потерями (см. рис. 1).

Изменение удельных потерь ленты электротехнической стали с электроизоляционным покрытием
Рис.1

Способ производства электротехнической стали в условиях ОАО «АМЗ», представляет собой известный способ Литтманна, который заключается в холодной прокатке лент с ребровой текстурой с обжатиями до 90% без промежуточных отжигов, с конечным отжигом при высоких температурах до 10500 С.

Прокатка ведется на 20-ти валковом стане холодной прокатки «720» фирмы «Зундвиг». Благодаря уменьшению давления металла на валки, за счет малых диаметров рабочих валков, создана оптимальная схема прокатки. Обжатия в первых проходах составляют около 60%. Это обеспечивает минимальную разориентировку зерен исходной матрицы относительно направления прокатки и рост новых зерен, у которых ребро куба ориентировано вдоль направления прокатки, т.е. вдоль оси наилегчайшего намагничивания. Этим достигается высокий уровень магнитной индукции. В поле напряженностью 2500 А/м фактическая магнитная индукция составляет 1,87 -1,93 Тл.

Лента, прокатанная на 20-ти валковых станах, имеет минимальную разнотолщинность (до 5 мкм) как по ширине, так и по длине рулона. Это объясняется большой жесткостью валковой системы. Таким образом, уменьшая разнотолщинность можно решать проблемы, связанные с коэффициентом заполнения магнитопроводов.

Отличительной особенностью производства ленты ЭТС на нашем заводе является технология нанесения на полосу шириной 650 мм двустороннего электроизоляционного покрытия на основе алюмо-магний-фосфатов. Толщина покрытия на одну сторону фактически составляет 1-2 мкм, ГОСТ предусмотрена норма – не более 5 мкм на сторону. Нанесение покрытия такой толщины также одно из главных требований потребителей на сегодняшний день. Покрытие достаточно однородно по ширине и длине рулона, не отслаивается при изгибе, термостойко до температуры 8500 С. Покрытие имеет коэффициент сопротивления электроизоляции от 20 до 50 Ом. см2, по требованию ГОСТ коэффициент сопротивления покрытия должен быть не менее 8 Ом.см2 .

Как видите, по наличию изоляции на поверхности при минимальной толщине имеются очень большие запасы, практически 100 % гарантия. Кроме того, толщина покрытия также напрямую связана с коэффициентом заполнения в магнитопроводе.

Состав электроизоляционного покрытия (ЭИП) подобран таким образом, что он при своем формировании создает растягивающие напряжения между металлом и покрытием и тем самым способствует снижению удельных потерь на 1,5-2 Вт/кг. На рис. 2 представлены графики, характеризующие изменение удельных потерь в связи с нанесением электроизоляционного покрытия.

Влияние ЭИП на удельные потери ЭТС толщиной 0,08мм
Рис. 2

Еще одной отличительной особенностью способа производства является применение конечного отжига при высоких температурах в активной восстановительной среде. На заводе разработаны технологии производства электротехнической стали в проходной башенной печи в атмосфере защитной азотоводородной смеси и в садочных печах в атмосфере вакуума и водорода.

Назначение защитных атмосфер – предотвратить окисление и обеспечить обезуглероживание, высокую чистоту и электроизоляционные свойства поверхности готовой ленты.

Вакуум обеспечивает высокую пластичность, однородные магнитные свойства стали. Водород является сильным восстановителем и активно обезуглероживает сталь. Вследствие высокой теплопроводности водород способствует значительному ускорению нагрева и охлаждения ленты. После отжига в водороде получается самая высокая чистота поверхности.

Известно, что в большей степени на магнитные свойства влияют среда отжига и температурные режимы обработки. На рис.3 представлены зависимости изменения свойств от среды отжига. Наилучшими средами являются вакуум и водород.

Влияние среды отжига на магнитные свойства ЭТС
Рис. 3

На сегодняшний день ряд заказчиков наряду с повышенными требованиями к уровню удельных потерь, предъявляют требования к плоскостности ленты. Ввод таких новых производственных мощностей, как колпаковые садочные печи с атмосферой отжига «водород» позволяют решить эти проблемы. Если поверхность ленты после отжига в проходной печи, вытягиваясь под собственным весом, имеет неплоскостность от 5 до 10 мм, то после отжига в садочной водородной печи неплоскостность составляет 1-2 мм. А это также связано с качеством навивки магнитопровода и его коэффициентом заполнения.

На рис. 4 и 5 представлены гистограммы распределения марочности для ленты толщинами 0,05 и 0,10 мм с электроизоляционным покрытием при производстве на ОАО «АМЗ» за период с 1997 по 2002 г. Как видно, к 2002 году достигнут 100% выпуск продукции высшего качества.

Распределение марочности ленты ЭТС толщиной 0,05мм с электроизоляционным покрытием
Рис.4

Распределение марочности ленты ЭТС толщиной 0,1мм с электроизоляционным покрытием
Рис.5