เหล็กไฟฟ้า: คุณสมบัติและกระบวนการผลิต

แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมสมัยใหม่ต้องการวัสดุที่สามารถจัดการคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งรักษาความแข็งแรงของโครงสร้างไว้ Electrical steel ถือเป็นหนึ่งในวัสดุที่สำคัญที่สุดในการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้า มอเตอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โลหะผสมเหล็กพิเศษนี้รวมเอาคุณสมบัติแม่เหล็กที่เฉพาะเจาะจงเข้ากับความแข็งแรงเชิงกล ทำให้มีบทบาทจำเป็นอย่างยิ่งในระบบการผลิตและการจ่ายพลังงาน การทำความเข้าใจคุณสมบัติที่ซับซ้อนและกระบวนการผลิต electrical steel มีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับวิศวกรและผู้ผลิตที่ทำงานในอุตสาหกรรมไฟฟ้าและพลังงาน

คุณสมบัติพื้นฐานของเหล็กกล้าไฟฟ้า

คุณลักษณะแม่เหล็กและความสามารถในการซึมผ่าน

คุณสมบัติแม่เหล็กของเหล็กกล้าไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ทำให้มันแตกต่างจากโลหะผสมเหล็กทั่วไป ความสามารถในการซึมผ่านของสนามแม่เหล็กที่สูงช่วยให้วัสดุนำฟลักซ์แม่เหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด ปริมาณซิลิคอนในเหล็กกล้าไฟฟ้าโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 0.5% ถึง 6.5% ซึ่งช่วยลดการเปลี่ยนรูปภายใต้สนามแม่เหล็ก (magnetostriction) และเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ องค์ประกอบนี้ทำให้วัสดุมีความสามารถในการรักษาคุณสมบัติแม่เหล็กไว้ภายใต้ภาระไฟฟ้าและสภาวะอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงได้

การจัดเรียงผลึก (Grain orientation) มีบทบาทสำคัญในการกำหนดพฤติกรรมทางแม่เหล็กของเหล็กกล้าไฟฟ้า เหล็กกล้าไฟฟ้าที่มีผลึกเรียงตัวแบบมีทิศทาง (Grain-oriented electrical steel) จะแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กที่เหนือกว่าในทิศทางของการกลิ้ง ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในแกนหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งฟลักซ์แม่เหล็กไหลในรูปแบบที่สามารถคาดเดาได้ โครงสร้างผลึกที่ควบคุมอย่างแม่นยำช่วยให้การสูญเสียจากฮิสเทอรีซิสต่ำที่สุด และมีความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูงสุด ส่งผลให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง

ความต้านทานไฟฟ้าและการลดการสูญเสียพลังงานจากแกนเหล็ก

ความต้านทานไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติพื้นฐานอีกประการหนึ่งที่ทำให้เหล็กกล้าสำหรับงานไฟฟ้าเหมาะสมกับการใช้งานด้านแม่เหล็กไฟฟ้า การเพิ่มปริมาณซิลิคอนจะช่วยเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานจากกระแสไฟฟ้าวน (eddy current) เมื่อวัสดุถูกกระทำด้วยสนามแม่เหล็กสลับ หากไม่มีการควบคุม กระแสไฟฟ้าวนเหล่านี้อาจก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมากและสร้างความร้อนในอุปกรณ์ไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้าที่สูงขึ้นของเหล็กกล้าสำหรับงานไฟฟ้าจึงช่วยลดกระแสไฟฟ้าที่ไม่ต้องการเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบดีขึ้น

การสูญเสียพลังงานในเหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยการสูญเสียจากฮิสเตอรีซิสและการสูญเสียจากกระแสไหลวนเป็นหลัก กระบวนการผลิตเหล็กไฟฟ้าสมัยใหม่ให้ความสำคัญกับการลดทั้งสองประเภทของการสูญเสียพลังงานนี้ โดยควบคุมองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างเกรน และการเคลือบผิวอย่างระมัดระวัง เกรดของเหล็กไฟฟ้าขั้นสูงสามารถทำให้ค่าการสูญเสียแกนกลางต่ำได้ถึง 0.23 วัตต์/กิโลกรัม ที่ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก 1.5 เทสลา และความถี่ 50 เฮิรตซ์ ซึ่งแสดงถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมากสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า

กระบวนการผลิตและเทคนิคการผลิต

การเตรียมวัตถุดิบและการหลอม

กระบวนการผลิตเหล็กไฟฟ้าเริ่มต้นด้วยการเลือกและเตรียมวัสดุแพร่อย่างรอบคอบ เหล็กความบริสุทธิ์สูงเป็นวัสดุพื้นฐาน โดยเพิ่มซิลิคอนเป็นธาตุสกัดหลัก สารประกอบอื่น ๆ เช่น อลูมิเนียม มังกานีส และคาร์บอนถูกควบคุมให้มีระดับเฉพาะ เพื่อบรรลุคุณสมบัติแม่เหล็กที่ต้องการ กระบวนการหลอมเหลืองโดยทั่วไปใช้เตาไฟฟ้าหรือเตาออกซิเจนพื้นฐาน โดยที่ควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยําและสภาพบรรยากาศจะทําให้เกิดสารเคมีที่สมบูรณ์แบบ

ในช่วงการละลาย กระบวนการการลดคาร์บูไรเซชั่นและการลดซัลฟูไรเซชั่นจะกําจัดสิ่งสกปรกที่อาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติแม่เหล็กได้ เหล็กหลอมผ่านการรักษาการออกแก๊ส เพื่อกําจัดไฮโดรเจนและไนโตรเจน ซึ่งอาจทําให้แตกง่ายและส่งผลต่อคุณสมบัติแม่เหล็กของผลิตภัณฑ์สุดท้าย เทคนิคการโยนต่อเนื่องถูกใช้ในการผลิตแผ่นแบบเดียวกันที่มีองค์ประกอบเคมีที่สม่ําเสมอตลอดความหนาของวัสดุ

การม้วนร้อนและการม้วนเย็น

การผลักดันร้อนลดความหนาของแผ่นท่อโดยรักษาความสามีภาพทางเคมีของวัสดุ อุณหภูมิการม้วนร้อนโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1100 °C ถึง 1200 °C ทําให้การลดความหนาได้อย่างสําคัญโดยไม่เสียสละความสมบูรณ์ของเหล็ก การผ่านหลายครั้งผ่านโรงงานม้วน จะทําให้ความหนาระหว่างที่ต้องการได้ ขณะที่ควบคุมการพัฒนาโครงสร้างเมล็ดที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติแม่เหล็กสุดท้าย

การม้วนเย็นเป็นช่วงสําคัญที่เหล็กไฟฟ้าบรรลุความหนาและผิวสุดท้าย กระบวนการนี้มีส่วนร่วมหลายการผ่านผ่านโรงงานม้วนความแม่นยํา, ลดความหนาของวัสดุให้กับรายละเอียดที่ต้องการ, โดยทั่วไปตั้งแต่ 0.18 มม. กระบวนการม้วนเย็นทําให้วัสดุแข็งแรงและสร้างความเครียดภายในที่ต้องจัดการอย่างรอบคอบผ่านกระบวนการรักษาความร้อนต่อมา

การรักษาความร้อนและกระบวนการผสมผสาน

การอบอุ่นโดยการถอดคาร์บอน

การอบอ่อนแบบถอดคาร์บอนเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนที่สำคัญ ซึ่งช่วยลดปริมาณคาร์บอนออกจากเหล็กกล้าไฟฟ้าในขณะที่พัฒนาโครงสร้างผลึกตามต้องการ โดยทั่วไปกระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิระหว่าง 800°C ถึง 850°C ในบรรยากาศควบคุมที่ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและไอระเหยน้ำ บรรยากาศที่ใช้ถอดคาร์บอนจะทำปฏิกิริยาเลือกเอาคาร์บอนออกอย่างเฉพาะเจาะจง โดยยังคงปริมาณซิลิคอนไว้ ทำให้คุณสมบัติแม่เหล็กดีขึ้นและลดการสูญเสียพลังงานในแกนเหล็ก

กระบวนการอบอ่อนแบบถอดคาร์บอนยังเป็นการเริ่มต้นกระบวนการผลึกใหม่เบื้องต้น (primary recrystallization) ซึ่งเป็นการเกิดเม็ดผลึกใหม่ที่ปราศจากแรงเครียด เพื่อแทนที่โครงสร้างที่เกิดความเหนียวแข็งจากการกลิ้งเย็น การควบคุมกระบวนการผลึกใหม่นี้ทำได้อย่างแม่นยำผ่านอุณหภูมิ เวลา และสภาพแวดล้อมของบรรยากาศ เพื่อให้ได้ขนาดและทิศทางของผลึกที่เหมาะสม โครงสร้างจุลภาคที่ได้มีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติแม่เหล็กสุดท้ายของเหล็กกล้าไฟฟ้า

การอบที่อุณหภูมิสูงและการเติบโตของผลึก

การอบอ่อนที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะดำเนินการที่อุณหภูมิเกิน 1150°C เพื่อส่งเสริมการเกิดผลึกซ้ำขั้นที่สองใน เหล็กไฟฟ้าแบบมีทิศทาง กระบวนการนี้ช่วยให้อนุภาคผลึกที่มีทิศทางของโครงสร้างผลึกเหมาะสมสามารถเติบโตได้โดยเบียดขับอนุภาครอบข้าง ทำให้เกิดโครงสร้างผลึกที่มีการจัดเรียงตัวอย่างมีทิศทางสูง โครงสร้างพื้นผิวนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ เท็กซ์เจอร์กอสส์ (Goss texture) ซึ่งให้คุณสมบัติแม่เหล็กที่เหนือกว่าในทิศทางของการกลิ้ง

กระบวนการอบอ่อนที่อุณหภูมิสูงต้องอาศัยการควบคุมอัตราการให้ความร้อน อุณหภูมิสูงสุด และรอบการระบายความร้อนอย่างแม่นยำ เพื่อให้ได้การจัดเรียงตัวของผลึกที่เหมาะสม บรรยากาศป้องกัน ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนหรือไนโตรเจน จะช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการเสียคาร์บอนระหว่างการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างผลึกสุดท้ายจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติแม่เหล็ก รวมถึงความสามารถในการนำแม่เหล็ก การสูญเสียแกนกลาง และลักษณะการเปลี่ยนรูปร่างจากสนามแม่เหล็กของเหล็กไฟฟ้าสำเร็จรูป

การบำบัดพื้นผิวและการเคลือบฉนวน

การประยุกต์ใช้การเคลือบฉนวน

การเคลือบผิวมีบทบาทสำคัญต่อสมรรถนะของเหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ต้องใช้แกนแบบแผ่นซ้อนกัน ชั้นเคลือบฉนวนจะป้องกันไม่ให้เกิดการสัมผัสทางไฟฟ้าระหว่างแผ่นเหล็กที่อยู่ติดกัน จึงช่วยลดการสูญเสียจากกระแสไฟฟ้าวนในอุปกรณ์ไฟฟ้าสำเร็จรูป ชั้นเคลือบเหล่านี้โดยทั่วไปประกอบด้วยสารอนินทรีย์ เช่น ฟอสเฟต โครเมต หรือวัสดุผสมอินทรีย์-อนินทรีย์ ซึ่งให้ทั้งคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าและป้องกันการกัดกร่อน

การนำชั้นเคลือบฉนวนมาใช้นั้นต้องควบคุมความหนาของชั้นเคลือบอย่างแม่นยำ โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 1 ถึง 5 ไมครอน กระบวนการเคลือบอาจประกอบด้วยหลายชั้น โดยแต่ละชั้นมีหน้าที่เฉพาะ เช่น การช่วยยึดเกาะ การเป็นฉนวนไฟฟ้า หรือการป้องกันพื้นผิว ระบบเคลือบที่ทันสมัยสามารถให้ประโยชน์เพิ่มเติมได้ เช่น ปรับปรุงความสามารถในการตัดด้วยแม่พิมพ์ ลดแรงเครียด และเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

ความเรียบของผิวและการจัดอัตราส่วนแผ่นซ้อน

คุณภาพพื้นผิวมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเหล็กไฟฟ้าในแอปพลิเคชันแกนแผ่นลามิเนต พื้นผิวที่เรียบช่วยให้การเคลือบผิวมีความสม่ำเสมอ และทำให้อัตราส่วนการซ้อนทับ (stacking factor) สูงสุดเมื่อมีการประกอบแผ่นลามิเนตหลายชั้น อัตราส่วนการลามิเนต ซึ่งแสดงอัตราส่วนของปริมาตรเหล็กต่อปริมาตรรวมของแกน โดยตรงต่อสมรรถนะทางแม่เหล็กและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้า

กระบวนการบำบัดพื้นผิวขั้นสูงสามารถทำให้อัตราส่วนการลามิเนตเกินกว่า 97% หมายความว่า ชั้นเคลือบฉนวนและความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวจะใช้พื้นที่น้อยกว่า 3% ของปริมาตรรวมของแกน ส่งผลให้มีปริมาณวัสดุแม่เหล็กสูงสุด ขณะเดียวกันก็ยังคงการแยกฉนวนระหว่างแผ่นลามิเนตไว้ ทำให้เกิดสมรรถนะแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหนือกว่า และลดการสูญเสียในแกนได้

การควบคุมคุณภาพและวิธีการทดสอบ

การประเมินสมบัติแม่เหล็ก

การควบคุมคุณภาพในการผลิตเหล็กไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการทดสอบคุณสมบัติแม่เหล็กอย่างครอบคลุม เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดของลูกค้า โดยทั่วไปจะใช้วิธีการทดสอบด้วยเครื่องแบบเอพสไตน์ (Epstein frame) และเครื่องทดสอบแผ่นเดี่ยว (single sheet tester) เพื่อวัดการสูญเสียแกนกลาง ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก (permeability) และคุณลักษณะการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ซึ่งการทดสอบเหล่านี้จำลองสภาวะการทำงานจริง และให้ค่าการวัดประสิทธิภาพทางแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุได้อย่างแม่นยำ

อุปกรณ์ทดสอบขั้นสูงสามารถวัดการสูญเสียแกนกลางที่ความถี่ต่างๆ และระดับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถวิเคราะห์ลักษณะการปฏิบัติงานของวัสดุได้อย่างละเอียดภายใต้สภาวะการทำงานที่หลากหลาย การทดสอบการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติแม่เหล็กตามอายุ (Magnetic aging tests) จะประเมินความเสถียรของคุณสมบัติแม่เหล็กในระยะยาวภายใต้ความเครียดจากความร้อนและแรงกล เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและการประเมินทิศทางของผลึก

เทคนิคการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค ได้แก่ การกล้องจุลทรรศน์แสง การกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และการกระจายรังสีเอกซ์ ให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างของเม็ดผลึก การจัดเรียงตัวของเม็ดผลึก และการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมี เทคนิคเหล่านี้ช่วยในการปรับแต่งกระบวนการผลิตและแก้ไขปัญหาด้านคุณภาพที่อาจมีผลต่อคุณสมบัติแม่เหล็ก การวัดการจัดเรียงตัวของเม็ดผลึกโดยใช้เทคนิคการกระจายรังสีเอกซ์ จะช่วยระบุระดับของการจัดแนวผลึกที่ได้จากกระบวนการผลิต

ระบบการวิเคราะห์ภาพแบบอัตโนมัติสามารถประเมินการกระจายขนาดของเม็ดผลึก สถิติการจัดเรียงตัวของเม็ดผลึก และความสม่ำเสมอของโครงสร้างจุลภาคในพื้นที่ตัวอย่างขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว การตรวจสอบลักษณะโครงสร้างจุลภาคนี้อย่างครอบคลุมจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพที่สม่ำเสมอ และช่วยระบุความแปรผันของกระบวนการที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพแม่เหล็กของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป วิธีการควบคุมกระบวนการทางสถิติจะนำค่าที่ได้จากการวัดเหล่านี้ไปรวมไว้ในการปรับปรุงกระบวนการผลิตและโปรแกรมการประกันคุณภาพ

การประยุกต์ใช้งานและข้อกำหนดของอุตสาหกรรม

การประยุกต์ใช้งานแกนหม้อแปลง

เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาใช้หลักในการผลิตแกนหม้อแปลง โดยคุณสมบัติแม่เหล็กเฉพาะตัวช่วยให้สามารถถ่ายโอนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างวงจรไฟฟ้า ทั้งหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง หม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟ และหม้อแปลงพิเศษชนิดต่างๆ ล้วนต้องพึ่งพาเหล็กไฟฟ้าคุณภาพสูงเพื่อลดการสูญเสียพลังงานและรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ เกรดเหล็กที่มีเม็ดผลึกเรียงตัวเป็นพิเศษ (grain-oriented) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในหม้อแปลง เนื่องจากมีคุณสมบัติแม่เหล็กที่เหนือกว่าในทิศทางที่ผ่านกระบวนการรีด

ข้อกำหนดของระบบกริดไฟฟ้าในปัจจุบันต้องการหม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเรื่อยๆ เพื่อลดการสูญเสียพลังงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เกรดเหล็กไฟฟ้าขั้นสูงที่มีการสูญเสียแกนต่ำมาก (ultra-low core losses) มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการตอบสนองมาตรฐานประสิทธิภาพเหล่านี้ การเลือกใช้เกรดเหล็กไฟฟ้าที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบหม้อแปลง ความถี่ในการทำงาน และเป้าหมายด้านประสิทธิภาพที่กำหนดไว้ตามมาตรฐานสากลและข้อบังคับต่างๆ

การผลิตมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องใช้เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติแตกต่างจากเหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในหม้อแปลง โดยทั่วไปจะนิยมใช้เหล็กไฟฟ้าชนิดไม่เหนี่ยวนำตามแนว (Non-oriented electrical steel) สำหรับงานเครื่องจักรหมุน เนื่องจากมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กแบบไอโซโทรปิก (isotropic magnetic properties) ซึ่งวัสดุเหล่านี้ให้ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอไม่ว่าทิศทางของสนามแม่เหล็กจะเป็นอย่างไร สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุปกรณ์ที่หมุนได้ ซึ่งรูปแบบของฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

การเปลี่ยนผ่านสู่ยานยนต์ไฟฟ้าในอุตสาหกรรมยานยนต์ ได้สร้างความต้องการใหม่ๆ สำหรับเหล็กไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงที่ใช้ในมอเตอร์ขับเคลื่อน แอปพลิเคชันเหล่านี้ต้องการวัสดุที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ความถี่สูง ขณะเดียวกันก็ยังคงความแข็งแรงทางกลและความเสถียรทางความร้อนไว้ได้ ขณะนี้มีการพัฒนาเหล็กไฟฟ้าพิเศษที่มีองค์ประกอบทางเคมีและพารามิเตอร์การผลิตที่เหมาะสม เพื่อตอบสนองความต้องการที่เกิดขึ้นใหม่นี้

คำถามที่พบบ่อย

เหล็กไฟฟ้าเหนี่ยวนำตามแนว (grain-oriented) กับเหล็กไฟฟ้าไม่เหนี่ยวนำตามแนว (non-oriented) ต่างกันอย่างไร

เหล็กกล้าไฟฟ้าที่มีผลต่อแนวเกรน (Grain-oriented) มีโครงสร้างผลึกที่จัดเรียงตัวอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งให้คุณสมบัติแม่เหล็กที่เหนือกว่าในทิศทางหนึ่ง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแกนหม้อแปลงไฟฟ้า ที่ซึ่งการไหลของสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นตามเส้นทางที่คาดเดาได้ ส่วนเหล็กกล้าไฟฟ้าที่ไม่มีผลต่อแนวเกรน (Non-oriented) มีเกรนที่จัดเรียงตัวแบบสุ่ม ทำให้มีคุณสมบัติแม่เหล็กที่คงที่ในทุกทิศทาง เหมาะสำหรับเครื่องจักรหมุน เช่น มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่ทิศทางของสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

ทำไมถึงต้องเติมซิลิคอนลงในเหล็กกล้าไฟฟ้า

ซิลิคอนถูกเติมลงในเหล็กกล้าไฟฟ้าเป็นหลักเพื่อเพิ่มค่าความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดการสูญเสียจากกระแสไฟฟ้าวน (eddy current losses) เมื่อวัสดุถูกสัมผัสกับสนามแม่เหล็กสลับ นอกจากนี้ ซิลิคอนยังช่วยปรับปรุงความสามารถในการนำแม่เหล็ก (magnetic permeability) และลดปรากฏการณ์แมกเนโตสตริกชัน (magnetostriction) รวมทั้งช่วยทำให้โครงสร้างเกรนละเอียดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต โดยทั่วไป ปริมาณซิลิคอนจะอยู่ในช่วง 0.5% ถึง 6.5% ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของการใช้งาน

เหล็กไฟฟ้าช่วยลดการสูญเสียพลังงานในหม้อแปลงอย่างไร

เหล็กไฟฟ้าช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้โดยมีค่าความต้านทานไฟฟ้าสูง ซึ่งช่วยลดการสูญเสียจากกระแสไหลวน และโครงสร้างผลึกที่ถูกปรับให้เหมาะสม ซึ่งช่วยลดการสูญเสียจากฮิสเตอรีซิส ความสามารถในการนำสนามแม่เหล็กสูงของวัสดุนี้ทำให้สามารถนำผ่านฟลักซ์แม่เหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด กระบวนการผลิตขั้นสูงและการเคลือบผิวช่วยเสริมสมบัติดังกล่าวให้ดียิ่งขึ้น ส่งผลให้วัสดุเกรดสูงมีการสูญเสียแกนหม้อแปลงต่ำถึง 0.23 วัตต์/กิโลกรัม

พารามิเตอร์คุณภาพหลักสำหรับเหล็กไฟฟ้าคืออะไร

พารามิเตอร์คุณภาพหลักสำหรับเหล็กไฟฟ้า ได้แก่ ค่าการสูญเสียแกนที่ระดับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและความถี่ที่กำหนด ความสามารถในการนำแม่เหล็ก ความต้านทานไฟฟ้า องศาของการจัดเรียงผลึก คุณภาพผิว และความสมบูรณ์ของชั้นเคลือบ คุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรงแรงดึง และความสามารถในการดัดโค้ง ก็มีความสำคัญเช่นกันต่อกระบวนการผลิตและการประกอบ พารามิเตอร์เหล่านี้จะถูกวัดโดยใช้วิธีการทดสอบมาตรฐาน เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในการประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้า