Электротехнический лист 3414 в Минске

Электротехнический лист 3414 — холоднокатаная анизотропная электротехническая сталь

Электротехнический лист 3414 — холоднокатаная анизотропная (текстурованная) кремнистая сталь, предназначенная для магнитопроводов силовых трансформаторов и других электромагнитных устройств, работающих при переменном магнитном поле с частотой 50 Гц. Материал поставляется в виде листов и рулонов с электроизоляционным покрытием, обеспечивающим высокие магнитные свойства в направлении прокатки.

Основное отличие стали 3414 от изотропных марок — выраженная анизотропия магнитных свойств: магнитная проницаемость и индукция максимальны вдоль направления прокатки. Это достигается за счет формирования совершенной ребровой текстуры {110}<001> в процессе холодной прокатки и рекристаллизационного отжига. Для стали 3414 нормируются удельные магнитные потери при индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц, которые составляют не более 1,4 Вт/кг для листов толщиной 0,35 мм.

Химический состав и структура

Химический состав стали 3414 регламентируется ГОСТ 21427.1 и характеризуется повышенным содержанием кремния (2,8–3,8 %), который увеличивает удельное электросопротивление и снижает вихревые токи. Содержание углерода ограничено до 0,03 %, серы и фосфора — до 0,015 % каждого. Для подавления процессов старения магнитных свойств в состав вводятся микродобавки алюминия и титана.

Структура готового листа — ферритная матрица с крупными зернами (0,5–3 мм), ориентированными кристаллографической плоскостью (110) параллельно поверхности прокатки. Такая текстура обеспечивает коэффициент анизотропии до 1,7–2,0 по магнитной индукции между направлением прокатки и поперечным направлением.

Механические и физические характеристики

Электротехнический лист 3414 обладает следующими нормируемыми параметрами:

• толщина листа — 0,30; 0,35; 0,50 мм;
• удельные магнитные потери P_1,7/50 — не более 1,4 Вт/кг (для 0,35 мм);
• магнитная индукция B₂₅₀₀ — не менее 1,70 Тл;
• коэрцитивная сила — не более 20 А/м;
• плотность — 7650 кг/м;
• удельное электросопротивление — 0,55–0,60 мкОмм.

Предел текучести стали 3414 составляет 280–340 МПа, временное сопротивление разрыву — 340–420 МПа, относительное удлинение — не менее 20 %. Твердость по методу Виккерса находится в диапазоне 130–160 HV. Материал характеризуется низкой коэрцитивной силой и высокой прямоугольностью петли гистерезиса, что важно для работы в режимах с односторонним намагничиванием.

Электроизоляционное покрытие

Листы стали 3414 поставляются с электроизоляционным покрытием на основе фосфатов магния и алюминия (тип СЭИД), наносимым с двух сторон. Покрытие обеспечивает:

• удельное сопротивление изоляции — не менее 5 Омсм;
• коэффициент заполнения пакета магнитопровода — не менее 0,95;
• термостойкость до 800 C при снятии напряжений после штамповки;
• стойкость к воздействию трансформаторного масла.

Покрытие не содержит органических связующих, что исключает газовыделение при работе трансформатора в герметичном объеме и обеспечивает стабильность изоляционных свойств в течение всего срока службы.

Применение в электротехнических изделиях

Электротехнический лист 3414 применяется для изготовления шихтованных магнитопроводов силовых трансформаторов распределительных сетей класса напряжения 6–35 кВ, а также для трансформаторов средней и большой мощности. Основные области использования:

• стержневые и броневые магнитопроводы силовых трансформаторов;
• магнитопроводы масляных и сухих трансформаторов;
• реакторы и дроссели промышленной частоты;
• магнитные экраны и шунты;
• трансформаторы для преобразовательных агрегатов.

При проектировании магнитопроводов из стали 3414 необходимо учитывать анизотропию свойств: в углах и стыках стержней и ярм, где направление магнитного потока отклоняется от направления прокатки, возникают дополнительные потери. Для их компенсации применяются косые стыки с углом 45 и ступенчатая шихтовка пакетов.

Технологические особенности обработки

При изготовлении магнитопроводов из листа 3414 требуется соблюдение технологических режимов, исключающих ухудшение магнитных свойств:

• резка и штамповка должны выполняться с минимальными механическими напряжениями в зоне реза;
• после механической обработки необходим отжиг для снятия напряжений при температуре 780–820 C в защитной атмосфере;
• не допускается правка листов, вызывающая пластическую деформацию;
• транспортировка и хранение — в условиях, исключающих увлажнение покрытия.

Сборка магнитопровода выполняется методом шихтовки с чередованием стыков в соседних слоях, что обеспечивает равномерное распределение магнитного потока и минимизацию добавочных потерь холостого хода.

Вопросы и ответы