Acciaio elettrico a grani orientati: un'applicazione chiave per materiali elettromagnetici ad alta efficienza

Acciaio elettrico a grani orientati (GOES) è un tipo di acciaio con speciali proprietà magnetiche ed è ampiamente utilizzato nei componenti principali di apparecchiature elettriche e trasformatori. A differenza dell'acciaio comune, l'acciaio elettrico orientato ha un'eccellente permeabilità magnetica e una bassa perdita di energia, quindi svolge un ruolo vitale nella trasmissione e conversione di potenza.
L'acciaio elettrico a grani orientati è un acciaio a basso tenore di carbonio appositamente lavorato che viene utilizzato principalmente per produrre componenti magnetici per trasformatori, generatori, motori e altre apparecchiature. La sua caratteristica più importante è che i grani sono disposti in una certa direzione, solitamente con un orientamento significativo in direzione longitudinale o trasversale. Questa struttura consente all'acciaio di avere una perdita di isteresi estremamente bassa e un'elevata permeabilità magnetica in una direzione specifica, migliorando così l'efficienza delle apparecchiature elettromagnetiche.
Il processo di produzione dell'acciaio elettrico orientato è molto complesso e solitamente comprende le seguenti fasi:
La produzione di acciaio elettrico a grani orientati richiede innanzitutto la fusione, la miscelazione di ferro ad elevata purezza ed elementi leganti per formare l'acciaio fuso di base. Dopo la fusione, l'acciaio fuso viene raffreddato in billette o lamiere.

Durante i processi di laminazione a caldo e a freddo, la superficie dell'acciaio elettrico orientato forma gradualmente lamiere di acciaio più sottili, con spessori che solitamente vanno da 0,2 mm a 0,5 mm. Il processo di laminazione non solo controlla lo spessore dell'acciaio, ma influenza anche l'orientamento dei grani.
Attraverso uno specifico processo di trattamento termico, soprattutto durante il processo di ricottura, viene controllato l'orientamento dei grani in modo che i grani siano allineati longitudinalmente o trasversalmente. Questo processo, spesso chiamato "trattamento dell'orientamento dei grani", può migliorare significativamente le proprietà magnetiche dell'acciaio.
Un sottile strato di rivestimento isolante viene solitamente aggiunto alla superficie dell'acciaio elettrico a grani orientati formato per prevenire cortocircuiti e isteresi durante l'uso. Inoltre, sono necessari processi di post-lavorazione come la ricottura per ottimizzare ulteriormente le proprietà magnetiche dell'acciaio.
La caratteristica più importante dell'acciaio elettrico a grani orientati è la sua elevata permeabilità magnetica, il che significa che può fornire una forte induzione magnetica in campi magnetici inferiori. L'elevata permeabilità magnetica significa che le apparecchiature elettriche possono trasmettere l'energia elettrica in modo più efficace e ridurre la perdita di energia durante il funzionamento.
Un'altra caratteristica importante dell'acciaio elettrico a grani orientati è la bassa perdita di isteresi. La perdita di isteresi si riferisce all'energia consumata dai materiali magnetici durante il cambiamento del campo magnetico. Una bassa perdita di isteresi può migliorare significativamente l'efficienza energetica delle apparecchiature elettriche.
Grain-oriented electrical steel has strong resistance to current impact, which makes it more stable in high-load, high-voltage working environments and is suitable for use in the core parts of transformers and motors.
A causa delle caratteristiche di orientamento dei grani dell'acciaio elettrico a grani orientati, può ridurre efficacemente le perdite elettromagnetiche e migliorare l'efficienza operativa delle apparecchiature elettriche. Soprattutto nei trasformatori, l'uso di acciaio elettrico a grani orientati può ridurre significativamente le perdite di energia durante il funzionamento.
Uno dei campi di applicazione più importanti dell'acciaio elettrico a grani orientati è quello dei trasformatori di potenza. Nei trasformatori, l'acciaio elettrico orientato viene utilizzato per produrre la parte centrale, che può ridurre significativamente la perdita di energia e migliorare l'efficienza e la stabilità del trasformatore. Poiché i trasformatori devono spesso funzionare a carichi elevati per lunghi periodi di tempo, l'uso di acciaio elettrico a grani orientati può migliorare significativamente le prestazioni a lungo termine delle apparecchiature.
L'acciaio elettrico a grani orientati è ampiamente utilizzato anche nei generatori e nei motori elettrici. Può ridurre la perdita di energia durante la generazione di energia e il funzionamento del motore e migliorare l'efficienza e la durata operativa delle apparecchiature.
Nei trasformatori ad alta frequenza e nelle apparecchiature di alimentazione, le proprietà di basse perdite dell'acciaio elettrico a grani orientati sono particolarmente importanti. Può ridurre efficacemente le perdite durante il funzionamento ad alta frequenza e garantire un funzionamento efficiente delle apparecchiature.
L'applicazione dell'acciaio elettrico orientato nelle apparecchiature elettriche e nella trasmissione elettrica può migliorare l'efficienza dell'intero sistema energetico, ridurre la perdita di energia durante la trasmissione di potenza e ridurre i costi operativi.
Mentre l’attenzione globale sull’efficienza energetica e sulla sostenibilità continua a crescere, la domanda di acciaio elettrico a grani orientati è in costante crescita. In futuro, la ricerca e lo sviluppo dell'acciaio elettrico a grani orientati si concentrerà ulteriormente sui seguenti aspetti:
Con il progresso della scienza e della tecnologia, i produttori si impegneranno a migliorare le proprietà magnetiche dell'acciaio elettrico orientato, in particolare aumentando la sua permeabilità magnetica e riducendo la perdita di isteresi, per soddisfare i requisiti più elevati di prestazioni dei materiali delle apparecchiature elettriche ad alta efficienza.
La ricerca e lo sviluppo di materiali in acciaio elettrico orientati al rispetto dell'ambiente diventeranno una direzione importante in futuro. Man mano che le normative sulla protezione ambientale continuano a rafforzarsi, i produttori si impegneranno a sviluppare materiali in acciaio elettrico non inquinanti e riciclabili.
In futuro l’acciaio elettrico a grani orientati potrebbe trovare più applicazioni anche nelle reti intelligenti, nei veicoli elettrici e in altri campi. Con lo sviluppo della tecnologia intelligente, i materiali in acciaio elettrico personalizzati e ad alte prestazioni diventeranno sempre più popolari sul mercato.