Преобладающая часть (более 95%) листовых ЭТС используется в магнитопроводах электрических машин и аппаратов, работающих в переменных магнитных полях промышленной частоты тока и напряженности поля порядка до 103 А/м и более. Это трансформаторы самых разнообразных типов и назначений, электрические генераторы, все виды электродвигателей — от самых мощных промышленных до очень маленьких бытовых и приборных./ /

При организации производства изотропной стали, получение определенного уровня магнитных свойств конечной продукции четко регламентируется химическим составом стали. Качественно влияние отдельных примесей на ход технологических операций можно оценить следующим образом.

Одним из основных факторов, влияющих на свойства изотропной стали, является содержание углерода. Уменьшение содержания углерода в стали, увеличивает склонность к росту зерен, снижению общих удельных ваттных потерь, повышает полноту и снижает длительность операции обезуглероживания при обезуглероживающем отжиге, вследствие чего возрастает производительность непрерывных агрегатов. Для уменьшения содержания углерода при выплавке используют способы внепечной обработки - вакуумирование, аргонно-кислородное рафинирование.

Марганец отрицательно воздействует на магнитные свойства. Кремний уменьшает растворимость углерода и азота в феррите, повышение содержания кремния в стали, увеличивает электросопротивление металла, ограничивая развитие вихревых токов. Фосфор улучшает штампуемость стали, и способствует получению равномерного распределения твердости и механических свойств по ширине и длине рулона. Сера и кислород оказывают отрицательное действие на пластичность стали при высоких температурах. Увеличение содержания серы повышает полные удельные ваттные потери в стали и температуру рекристаллизационного отжига, увеличивая его длительность.

В целом можно отметить, что основными физико-химическими предпосылками, обеспечивающими получение высоких магнитных свойств в изотропной стали, являются: повышение содержания легирующих элементов (Si, P, Al); снижение в металле концентрации C, N, O, S.

Выше были названы два основных вида холоднокатаных ЭТС: анизотропная сталь и изотропная сталь. Основное различие между ними в особенностях магнитных свойств: анизотропная ЭТС имеет высокие магнитные свойства (высокую магнитную индукцию и низкие удельные магнитные потери) в одном направлении — вдоль направления прокатки; в направлении поперек прокатки магнитные свойства невысоки; изотропная ЭТС имеет примерно одинаковые магнитные свойства во всех направлениях.

Это различие в свойствах анизотропной и изотропной ЭТС определяет и различие в их применении и должно правильно учитываться при конструировании магнитопроводов.

В действующих стандартах на холоднокатаные анизотропные (ГОСТ 21427.1—83) и изотропные (ГОСТ 21427.2—83) стали нормируются удельные магнитные потери при частоте тока 50 Гц и магнитной индукции В=1,0; 1,5 и 1,7 Тл (P1,0/50, Р1,5/50 и P1,7/50 Вт/кг соответственно (последняя характеристика только для анизотропной стали) и по величине магнитной индукции при напряженности магнитного поля Н= 100; 1000, 2500 А/м B100, B1000, B2500 Тл соответственно (первая характеристика только для анизотропной стали). Для изотропной стали гарантируется однородность магнитных свойств в плоскости листа — установлена максимальная допустимая разность магнитной индукции B2500 Тл при измерении в продольном и поперечном направлениях.

Изотропные электротехнические стали, предназначены для электрических машин с вращающимися магнитопроводами: генераторов, машинных преобразователей и др. Небольшая часть этих сталей используется также в сварочных трансформаторах, некоторых видах малых распределительных трансформаторов реле и других изделиях, где магнитный поток не вращается, но охватывает все направления в плоскости листа.

Изотропные электротехнические стали изготавливают в вид полос и листов.

Кроме магнитных свойств, действующими стандартами нормируется еще ряд важных характеристик качества ЭТС: механические свойства, характеристики электроизоляционных покрытий, коэффициенты старения и заполнения, размерные параметры (допуски на толщину и ширину, разнотолщинность, состояние поверхности).

Стандарт регламентирует гарантированный, минимально допустимый предел свойств стали, определяющий ее марку при аттестации у поставщика и приемке у потребителя. При отработанной технологии производства и правильно установленных требованиях действительные свойства металла всегда лучше гарантированного уровня и могут быть охарактеризованы так называемым типичным уровнем. Типичный уровень свойств — это наиболее часто встречающиеся фактические оценки при контроле металла данной группы за продолжительный период (квартал, год). Эти цифры отражают истинное качество металла и их рекомендуется принимать в расчетах при конструировании электротехнических устройств, характеристики которых допускают колебания свойств используемых материалов от среднего уровня. И только при требовании максимальной надежности в значениях расчетных параметров следует брать гарантируемый уровень свойств.

Магнитопроводы электротехнических устройств часто имеют сложную форму; направление магнитного потока и величина магнитной индукции в различных их частях изменяются. Даже при простом магнитопроводе магнитный поток не бывает постоянным и изменяется в зависимости от режима работы. Поэтому при электромагнитных расчетах конструктору совершенно недостаточно иметь только регламентированный стандартами ограниченный набор магнитных характеристик ЭТС. Возникает необходимость иметь, во-первых, типичные значения свойств и характеристик поставляемой стали разных марок и, во-вторых, основные характеристики магнитных свойств при изменении напряженности поля и индукции в широком диапазоне значений.

7. Производственный план.

При изготовлении электротехнических сталей используют выплавку металла в электропечах мартеновских печах или кислородных конвертерах. Перераспределение сортамента выплавляемого металла между сталеплавильными процессами связано со структурой производства. Появление технических и технологических возможностей усложнения сортамента стали, выплавляемой, например, в конвертерах, создало предпосылки совершенствования структуры сталеплавильного производства. За период 1960 – 1990 гг. при увеличении общего объёма производства стали в нашей стране в 2,3 раза выплавка электростали возросла в 2,7 раза.

2.1Существующие методы выплавки стали.

1) В кислородном конвертере.

2) В ДСП.

3) Комплексные технологические схемы выплавки:

А) Электродуговая печь – вакуум-окислительное обезуглероживание. В ДСП расплавляют полупродукт, содержащий 0,2-0,25% С, наводят достаточно активный шлак, которым десульфурируют расплав на выпуске, затем шлак отсекают при переливе из ковша в ковш и расплав доводят до требуемого химического состава в вакуумной установке, то есть обезуглероживают, раскисляют и легируют.