Đổi mới và ứng dụng công nghệ lò luyện thép silic cho phương tiện sử dụng năng lượng mới

Bối cảnh: Nhu cầu về động cơ-Thép silicon cấp

Thép silicon là vật liệu từ mềm không thể thiếu cho ngành công nghiệp điện, điện tử và ô tô. Sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường phương tiện sử dụng năng lượng mới đã thúc đẩy nhu cầu bùng nổ đối với thép silicon không định hướng{1}}được sử dụng trong rôto và stato động cơ kéo. Các cấp siêu-mỏng không-định hướng cải thiện hiệu suất động cơ và giảm thất thoát sắt, nhưng chúng đặt ra yêu cầu khắt khe hơn nhiều về quá trình ủ so với các cấp thông thường. Khi các sản phẩm dải mỏng và{6}}cao cấp dùng chung một dây chuyền ủ, tốc độ gia nhiệt quá thấp, quá trình oxy hóa của dải không được kiểm soát và độ đồng đều nhiệt độ kém, dẫn đến giá trị tổn thất sắt không ổn định và sản lượng thấp. Những nút thắt trong sản xuất này khiến cho việc xây dựng công nghệ lò ủ chuyên dụng trở nên cần thiết.

Yêu cầu về quy trình của Thép silicon định hướng siêu{0}}mỏng không{1}}

Việc ủ thép silicon cấp động cơ-không{1}}định hướng phải đáp ứng một cửa sổ quy trình khắt khe: tốc độ gia nhiệt ít nhất là 30 C/s, tốc độ làm mát được kiểm soát không quá 10 C/s, môi trường lò có tỷ lệ hydro khoảng 90% và dòng hydro chảy qua phần làm mát. Độ lệch nhiệt độ của dải phải nằm trong khoảng 5 C theo chiều rộng và dọc theo chiều dài, nếu không thì các đặc tính từ tính sẽ khác nhau tùy theo từng cuộn dây. Áp suất lò cũng phải đủ ổn định để giữ an toàn cho bầu không khí có hàm lượng hydro-cao và ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt dải.

Những cải tiến kỹ thuật quan trọng

Hệ thống sưởi cảm ứng tần số cao-với bầu không khí bảo vệ

Một nguồn cung cấp năng lượng sưởi ấm cảm ứng sử dụng cộng hưởng nối tiếp và điều khiển vòng-đóng thông minh đã được phát triển để làm nóng dải nhanh chóng và đồng đều bên trong môi trường bảo vệ. Thiết kế cảm biến-không tiếp xúc giúp loại bỏ nguy cơ điện giật của cảm biến tiếp xúc dẫn điện và bộ biến tần cộng hưởng-sê-ri giúp đơn giản hóa việc bảo vệ-hở mạch và đoản mạch-. Với điều khiển nhiệt độ vòng-đóng, độ lệch nhiệt độ của dải được giữ trong khoảng 5 C, điều mà trước đây chỉ có thể đạt được bằng thiết bị nhập khẩu.

Hệ thống sưởi gián tiếp xanh và hiệu quả

Đối với các phần có nhiệt độ-cao, đầu đốt ống bức xạ đã được cải tiến để hiệu suất nhiệt ở 1050 C đạt 65-70%, cao hơn khoảng 5 điểm phần trăm so với thiết kế thông thường. Việc áp dụng phương pháp đốt khuếch tán và chiến lược kiểm soát quá trình đốt cháy theo xung{12}}liên tục giúp duy trì nhiệt độ lò trong khoảng 4 độ C, trong khi lượng khí thải oxit nitơ giảm khoảng 50 mg/Nm3 và ổn định ở mức dưới 150-180 mg/Nm3 ở nồng độ oxy cơ bản 8%, hỗ trợ sản xuất lượng carbon thấp.

Kiểm soát làm mát chính xác

Hệ thống điều khiển tối ưu hóa thông minh trực tuyến quản lý phần làm mát để dải được làm mát ở tốc độ yêu cầu mà không có khuyết tật sóng biên. Sóng cạnh, khiếm khuyết về độ phẳng do làm mát không đồng đều trên chiều rộng dải, được loại bỏ và chất lượng từ tính của vật liệu hoàn thiện được cải thiện.

Kiểm soát áp suất lò và khí quyển

Thiết bị kiểm soát áp suất lò cải tiến đã cải thiện độ ổn định áp suất khoảng 50%, giữ mức dao động trong khoảng từ -3 Pa đến +4 Pa, cần thiết cho môi trường 90% hydro. Áp suất ổn định này ngăn chặn sự xâm nhập của không khí, bảo vệ dải khỏi quá trình oxy hóa và giữ cho quá trình được an toàn.

Tác động đến hiệu suất động cơ và ngành công nghiệp

Với công nghệ ủ mới, toàn bộ loại thép silicon không định hướng{0}} dành cho xe điện có thể được sản xuất trên dây chuyền chuyên dụng với độ hao hụt sắt ổn định và độ phẳng tốt. Tổn thất lõi thấp hơn trong stato và rôto trực tiếp nâng cao hiệu suất của động cơ kéo và mở rộng phạm vi lái xe của xe. Sự đổi mới tích hợp của sưởi ấm cảm ứng, sưởi ấm gián tiếp, làm mát có kiểm soát và kiểm soát không khí cũng nâng cấp công nghệ lò ủ trong nước và tăng cường khả năng cạnh tranh của thiết bị luyện kim trên thị trường quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao động cơ xe sử dụng năng lượng mới lại cần thép silicon siêu mỏng không{1} định hướng?

Động cơ kéo chạy ở tốc độ cao và tần số cao. Thép mỏng hơn giúp giảm tổn thất dòng điện xoáy trong lõi, giúp giảm nhiệt độ động cơ và cải thiện hiệu suất cũng như công suất liên tục của bộ truyền động.

Tại sao khí quyển hydro được sử dụng trong lò ủ?

Hydro ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt dải và cải thiện tính chất từ ​​của thép ủ. Tỷ lệ hydro cao, khoảng 90%, đòi hỏi lò-kín khí và kiểm soát áp suất chính xác để đảm bảo an toàn.

Ưu điểm của hệ thống sưởi cảm ứng trong ủ dải là gì?

Hệ thống sưởi cảm ứng làm nóng dải một cách trực tiếp và nhanh chóng, đạt được tốc độ gia nhiệt cao và đặc tính nhiệt độ đồng đều mà thép cấp{0}}động cơ mỏng cần có, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn khi làm nóng cấu trúc lò.

Kiểm soát làm mát ảnh hưởng đến chất lượng dải như thế nào?

Tốc độ làm nguội xác định cấu trúc vi mô cuối cùng và ứng suất bên trong của thép. Làm mát không đồng đều tạo ra sóng cạnh và ứng suất dư, làm suy giảm độ phẳng và tính đồng nhất từ ​​tính của dải thành phẩm.

Tổn hao sắt của thép động cơ phụ thuộc vào điều gì?

Tổn thất sắt phụ thuộc vào thành phần hóa học, kích thước hạt sau khi ủ, độ dày của dải và lớp phủ cách nhiệt. Thông số nhiệt độ ủ và không khí xác định cấu trúc hạt cuối cùng và do đó xác định mức độ tổn thất.

Công nghệ này cũng áp dụng cho thép silicon định hướng dạng hạt phải không?

Thép định hướng dạng hạt sử dụng một lộ trình ủ khác để phát triển kết cấu Goss, thường là theo mẻ hoặc quá trình khử cacbon liên tục và ủ hộp nhiệt độ-cao. Các nguyên tắc kiểm soát không khí và sưởi ấm cảm ứng có thể được chia sẻ, nhưng các cửa sổ quy trình dành riêng cho từng dòng sản phẩm.