Co to jest stal krzemowa?
Stal krzemowa, często nazywana stalą elektryczną, to stal z dodatkiem krzemu. Dodatek krzemu do stali zwiększa jego oporność elektryczną, poprawia zdolność pól magnetycznych do penetracji go i zmniejsza straty histerezy stali. Stal krzemowa jest stosowana w wielu zastosowaniach elektrycznych, w których pola elektromagnetyczne są ważne, takich jak transformatory, cewki magnetyczne i silniki elektryczne.
Podczas gdy krzem w stali krzemowej może zmniejszać szybkość korozji żelaza w nim zawartego, głównym celem dodawania krzemu jest poprawa strat histerezy stali. Histereza to opóźnienie między momentem pierwszego wygenerowania lub przyłożenia pola magnetycznego do stali a momentem pełnego rozwinięcia się pola magnetycznego. Dodatek krzemu do stali sprawia, że stal jest bardziej wydajna i szybsza pod względem budowy i utrzymywania pól magnetycznych. Tak więc stal krzemowa poprawia wydajność i skuteczność dowolnego urządzenia wykorzystującego stal jako materiał rdzenia magnetycznego.
Procent krzemu dodanego do stali krzemowej zmienia się, a jego przeznaczenie wynosi do 6,5 procent. W przypadku niektórych elementów, takich jak wysokosprawne silniki i transformatory, krzem stanowi około 3 procent składu stali. W innych elementach wymagających mniejszej wydajności, takich jak niektóre typy zastosowań silnikowych, ilość krzemu może wynosić zaledwie 2 procent. Choć droga w porównaniu do zwykłej stali węglowej, stal krzemowa może być wytwarzana z dowolnym procentem krzemu potrzebnym do konkretnego zastosowania.
Stal krzemowa jest wytwarzana w postaci pasków lub rolek, cięta na potrzebne kształty, a następnie poddawana obróbce cieplnej w celu kontrolowania wielkości ziarna stali. Poprzez kontrolę wielkości ziarna można precyzyjnie kontrolować utratę histerezy stali. Kierunek ziarna w stali krzemowej może również wpływać na jego wydajność. Ziarno może być zorientowane w jednym kierunku poprzez walcowanie, aby poprawić jego gęstość, lub ziarno może być niezorientowane i działać we wszystkich kierunkach, co czyni stal krzemową tańszą.
Po zakończeniu procesu obróbki cieplnej stal krzemowa jest często powlekana lub lakierowana w celu dalszego opóźnienia korozji, a następnie układana w stos do wymaganych grubości. Te grubości nazywane są laminatami i mogą, ale nie muszą, być fizycznie połączone lub związane ze sobą. Te ułożone w stos laminaty służą jako rdzenie prawie wszystkich współczesnych urządzeń elektromagnetycznych, od zasilaczy do elektroniki domowej po transformatory podstacji dostarczające energię elektryczną do domów i przedsiębiorstw.