ケイ素鋼とは

ケイ素鋼は、しばしば電気鋼と呼ばれ、ケイ素が添加された鋼です。 スチールにシリコンを追加すると、電気抵抗が増加し、磁場が貫通する能力が向上し、スチールのヒステリシス損失が減少します。 ケイ素鋼は、変圧器、磁気コイル、電気モーターなど、電磁界が重要な多くの電気用途に使用されます。

ケイ素鋼中のケイ素は、その中の鉄の腐食速度を低下させることができますが、ケイ素を追加する主な目的は、鋼のヒステリシス損失を改善することです。 ヒステリシスは、磁場が鋼に最初に生成または適用されてから、磁場が完全に発達するまでの時間差です。 スチールにシリコンを追加すると、磁場の構築と維持の観点から、スチールの効率と速度が向上します。 したがって、ケイ素鋼は、磁気コア材料として鋼を使用するデバイスの効率と有効性を向上させます。

ケイ素鋼に添加されるケイ素の割合は、その用途によって最大6.5％異なります。 高効率のモーターや変圧器などの一部のアイテムでは、シリコンがスチールの構成の約3％を占めています。 特定のタイプのモーターアプリケーションなど、効率が低い他のアイテムでは、シリコンの量は2％になります。 通常の炭素鋼と比較すると高価ですが、ケイ素鋼は特定の用途に必要な割合のケイ素で製造できます。

シリコン鋼は、ストリップまたはロールで製造され、必要な形状に切断された後、熱処理されて鋼の粒のサイズを制御します。 粒径の制御により、鋼のヒステリシス損失を正確に制御できます。 ケイ素鋼の結晶粒の方向もその効率に影響を与えます。 結晶粒は、その密度を改善するために圧延によって一方向に配向させることができます。または、結晶粒は非配向で全方向に走ることができ、ケイ素鋼をより安価にします。

熱処理プロセスが完了すると、シリコン鋼は多くの場合、腐食をさらに遅らせるためにコーティングまたはワニス処理され、必要な厚さに積層されます。 これらの厚さはラミネーションと呼ばれ、物理的に取り付けられたり、互いに接着されたりする場合があります。 これらの積層ラミネーションは、家庭用電化製品の電源アダプタから家庭や企業に電力を供給する変電所変圧器に至るまで、現代で使用されているほぼすべての電磁装置のコアとして機能します。